水井鉆機的分類
壹般分回轉式鉆機機、沖擊式鉆機和復合式鉆機3大類。 依靠鉆具的回轉運動破碎巖層而成孔。主要有大、小鍋錐鉆機，正、反循環轉盤式鉆機，液壓動力頭式鉆
機，潛孔振動回轉式鉆機等。簡單的回轉式鉆機只有鉆進裝置，結構完善的回轉式鉆機則有鉆進裝置和循環洗井裝置兩部分組成。轉盤式水井鉆機的鉆具包括鉆桿和鉆頭。常用鉆桿的名義直徑有60、73、89和114毫米4種。鉆頭分全面鉆進用鉆頭和環狀鉆進用鉆頭兩大類。大、小鍋錐利用其鍋錐形鉆具旋轉切削土層。根據鉆具的大小分別稱為大鍋錐和小鍋錐，可由人力或動力驅動。切下的土屑落到鍋內，提升到地面卸出，其結構簡單,工效低,只能用於壹般土層或砂卵石直徑不大於10厘米、含量不超過50%的地層。小鍋錐開孔直徑0.55米，鉆井深度80～100米；大鍋錐開孔直徑1.1米，鉆井深度30～40米。正、反循環泥漿洗井轉盤式鉆機常用的回轉式鉆機（圖1）,即正循環泥漿洗井轉盤式鉆機由塔架、卷揚機、轉盤、鉆具、泥漿泵、水龍頭和電動機等組成。作業時，動力機通過傳動裝置驅動轉盤，由主動鉆桿帶動鉆頭以30～90轉/分的轉速旋轉破碎巖層。泥漿由泥漿泵抽吸加壓後通過鉆桿上方的水龍頭壓入空心鉆桿，向下流入鉆頭，由水口射出，以冷卻、潤滑鉆頭；井底巖屑通過鉆桿外的環形通道被帶出井口，在沈澱池沈澱後，泥漿流回泥漿池供循環使用。反循環泥漿洗井轉盤式鉆機的鉆進方式和結構與上述基本相同，但泥漿的循環方式相反：泥漿在沈澱池沈澱後從井口自行流入井底，攜帶巖屑的泥漿則由砂石泵經鉆頭水口通過鉆桿內腔向上抽吸出井，回到沈澱池。這種方式稱泵吸反循環。也可用水泵將加壓水流從井底通過噴嘴射入鉆桿內腔，形成攜帶巖屑的上升水流，稱射流反循環。鉆機在鉆桿內可形成很高的上升流速，排出巖屑和卵石的能力較強，因而鉆進速度較快。適用於土層、壹般砂層和卵石直徑小於鉆桿內徑的松散地層，所用鉆桿的內徑較大,壹般為150～200毫米，最大可達300毫米。但因受泵的抽吸或壓送能力的限制,鉆井深度壹般在150米以內，井深在50米以內時排屑效率較高。壓氣洗井轉盤式鉆機是在轉盤回轉式鉆機上用空氣壓縮機代替泥漿泵，用壓縮空氣代替泥漿洗井。通常采用反循環方式,又稱氣舉反循環（圖2）。即將壓縮空氣通過供氣管路送至井內氣水混合室，使其與鉆桿內的水流摻混，形成比重小於 1的摻氣水流。在鉆桿外圍環形水柱的重力作用下，鉆桿內的摻氣水流挾帶巖屑不斷上升並排出井外，流入沈澱池，沈澱後的水流以自流方式流回井內。采用這種鉆機在井深較大時(50米以上)，排屑能力大於采用泵吸或射流反循環的鉆機，因而適用於井深較大的情況和缺水的幹旱地區，以及寒帶凍土地層。
有的轉盤式鉆機同時備有泥漿泵和空氣壓縮機，可根據情況選用不同的洗井方式。
液壓動力頭式鉆機回轉式鉆機的壹種。由液壓馬達通過減速器驅動，並以沿塔架上下移動的動力頭代替轉盤式鉆機上的轉盤和水龍頭，驅動鉆桿和鉆頭旋轉切削巖層。可用直徑達1米的大型鉆頭鉆鑿大口徑水井,其特點是鉆進速度快，鉆具的裝卸和下井管較簡便，接長鉆桿時無需提升鉆具，簡免了卷揚機、提升滑車、轉盤、水龍頭、方鉆桿等壹系列部件。潛孔振動回轉式鉆機是以振動和回轉運動相結合的方式鉆進巖層的壹種回轉式鉆機。鉆具由鉆頭、振動器、消振器和導向筒等組成(圖3)。振動器產生的激振力使整個鉆具作錐擺運動。鉆頭通過摩擦圈套裝在振動器外殼的外面，壹方面隨振動器作頻率約為1000轉/分、振幅約9毫米的水平圓周振動；另壹方面又繞振動器軸線作3～12轉/分的低速旋轉運動以破碎巖層，而鉆桿則不轉，並借消振器避免將振動傳給鉆桿。采用壓縮空氣反循環方式洗井，使巖屑通過位於振動器中心的導管和鉆桿內腔排出井外。這種鉆機結構簡單，鉆進效率高。井孔直徑為600毫米左右,鉆進深度可達150米。
靠鉆具的垂直往復運動，使鉆頭沖擊井底以破碎巖層。其結構簡單,但沒有循環洗井系統,巖屑的清除與鉆機不能同時進行，因而工效較低。鉆井深度壹般在250米以內,有的可達500～600米。主要類型如下述。沖抓錐壹種簡單的沖擊式鉆機，利用鉆具本身的重量沖擊地層。鉆具的下端是幾個可以張合的尖角形抓瓣，當鉆具在自身重量作用下向下運動時,抓瓣張開,各抓瓣尖端在直徑約1米的圓周上切入巖層,然後由卷揚機通過鋼絲繩提升鉆具，抓瓣在閉合過程中將巖屑抓入尖錐體內，提出井口後再張開抓瓣卸出巖屑。沖抓錐的鉆井深度通常為40～50米，最深可達100～150米。鋼絲繩沖擊式鉆機由桅桿和其頂端的提升滑輪、鋼絲繩、沖擊機構、鉆具（包括鉆桿和鉆頭）、電動機等組成（圖4）。作業時,電動機通過傳動裝置驅動沖擊機構，帶動鋼絲繩使鉆具作上下往復運動。向下運動時靠鉆具本身重量使鉆頭切入並破碎巖層，向上運動則靠鋼絲繩的牽引。鉆具下落的高度即沖程大小，根據巖層情況確定，壹般為0.5～1米，硬巖層用大值；沖擊頻率常用為30～60次/分。切下的巖屑用抽砂筒清出地面，也可用將鉆頭與抽砂筒合成壹體的抽筒鉆具，鉆進與清除巖屑同時進行，使切下的巖屑直接進入抽筒，積滿後提升鉆具，將巖屑倒出。為提高鉆頭的耐磨性和鉆進速度，常在鉆頭端部堆焊鎢鋼粉，成為合金補焊鉆頭。復合式鉆機
有兩種類型：壹類是在轉盤回轉式鉆機的基礎上增設沖擊機構,以回轉鉆進為主,當遇到卵石層時用沖擊鉆進的兩用水井鉆機，對各種地層的適應性較強；另壹類是將沖擊與回轉作用結合在壹起鉆進的水井鉆機,如風動潛孔錘鉆機。它所使用的潛孔錘鉆具(圖5)由缸套和在缸套中上下運動的活塞等組成。缸套下端與鉆頭連接，上端通過螺紋接頭與鉆桿相連，由空氣壓縮機提供的0.7～1.4兆帕的高壓空氣通過活塞上方的逆止閥、空氣分配器和活塞下方的進氣口，推動活塞沖擊頻率作為 700～1200次/分的上下往復運動，使活塞頻繁地沖擊鉆頭，以增強鉆頭鉆進巖層的能力。與此同時，鉆具以35～60轉/分的較低轉速作回轉運動。由活塞上、下空腔排出的空氣，向下進入鉆頭，起冷卻鉆頭的作用，並將孔底巖屑帶出井口。其回轉和循環洗井部分的結構與用壓縮空氣洗井的轉盤回轉式鉆機基本相同，所用鉆頭為碳化鎢球齒鉆頭或牙輪鉆頭等。風動潛孔錘鉆機可用於硬巖層深井的鉆進，鉆進速度高，且鉆井速度不因鉆進深度的增加而降低，鉆出的井孔較直。
為了適應不同地層鉆進的需要，提高鉆進效率，水井鉆機正向多用途鉆機及全液壓傳動與操縱的方向發展：即壹臺鉆機備有多種設備和附件，可采用沖擊式、回轉式和潛孔錘等多種鉆井方式；還可采用泥漿洗井、壓縮空氣洗井和正、反循環洗井等方法。