水井钻机通过钻具的回转或冲击运动破碎岩层，配合循环系统排出岩屑以完成钻孔作业，其工作原理可根据钻进方式分为以下三类：

　　一、回转式钻进原理

　　核心机制：依靠钻头旋转对地层进行切削、挤压和研磨破碎，同时通过循环系统携带岩屑。

　　动力传输

　　动力头（或转盘）驱动钻杆旋转，带动钻头以30-120转/分钟的转速破碎岩层。

　　循环系统

　　正循环：泥浆泵将泥浆压入钻杆，经钻头喷出后携带岩屑沿井壁与钻杆的环形空间上升，返回沉淀池。

　　反循环：泥浆从井口流入井底，携带岩屑的泥浆通过钻杆内腔被砂石泵抽吸至地面，形成更高的上升流速，排屑效率更高，适用于松散地层（如砂层、卵石层）。

　　气举反循环：用压缩空气代替泥浆，通过气水混合液上返携带岩屑，适用于干旱地区或冻土层。

　　液压动力头式钻机：通过液压马达驱动钻杆，钻进速度提升20%-40%，如SL1100多功能水井钻机。

　　二、冲击式钻进原理

　　核心机制：通过钻具的垂直往复运动，使钻头冲击井底以破碎岩层，适用于硬地层或浅井。

　　冲抓锥

　　钻具下端为可张合的尖角形抓瓣，冲击地层后闭合抓取岩屑，提出井口卸出。

　　钻井深度通常为40-50米，较深可达150米。

　　钢丝绳冲击式钻机

　　桅杆顶端的提升滑轮通过钢丝绳连接钻具，电动机驱动冲击机构使钻具上下往复运动。

　　钻头冲程为0.5-1米，冲击频率30-60次/分钟，岩屑由抽砂筒清出地面。

　　缺点：钻进效率低，对含水层保护作用差，已逐渐被淘汰。

　　三、复合式钻进原理

　　核心机制：结合回转与冲击运动，提高钻进效率和适应性，适用于复杂地层。

　　冲击回转钻进

　　在钻头承受静载荷的基础上，通过纵向冲击力（如潜孔锤）和回转切削力共同破碎岩石。

　　空气潜孔锤钻进：压缩空气既作为冲洗介质，又作为碎岩能量，适用于深孔（如700米深井）和缺水地区。

　　空气泡沫潜孔锤钻进：在高压气路中增加泡沫混合装置，解决粉尘大、携带岩屑能力弱的问题。