在地質勘探過程中,帶動鑽具從地下鑽取實物地質資料巖心、礦心、巖屑、液態樣、氣態樣等的主要專用機械設備,簡稱鑽機。利用鑽機,自地表按一定角度,沿一定軌跡,鑽一定深度和直徑的孔,取出地層的有代表性巖心、礦心或巖屑,以達到探明地下地質和礦產資源以及探索地球奧秘的目的。目前鑽探機的鑽進深度從2米到15000米,其間分成若幹檔次。既能用於陸地,也用於江、河、湖、海,以至在月球上取樣。它在人類生產和生活活動中,起著重要的作用。

  中國國在11世紀就已形成較完善的沖擊式鉆探設備和技術。最早的回轉式鉆機於19世紀後期出現於瑞士,當時是靠人力驅動,後來才使用蒸汽機作動力。進入20世紀,內燃機和電動機取代瞭蒸汽機。最早的鉆探機為機械傳動,結構比較簡單,性能較差。自20世紀50年代初發展為機械與液壓相結合形式,變速檔次增多,有部分參數實現儀表控制。自70年代以後,為適應高速金剛石鉆探,液壓化程度提高,鉆具的轉數最快可達1000~1500轉/分,有的高達2400轉/分,鉆探效率也大幅度提高。

  鉆探機(如圖)主要由4部分組成:①動力機,為全機的動力源,采用內燃機、電動機或液壓馬達;②回轉器或動力頭,回轉器是由變速箱傳動,動力頭由液壓傳動;③孔底加壓與給進裝置,一般多采用液壓控制,通過儀表的數字指示,對鉆具實現加壓或減壓;④卷揚機,是起下鉆具的設備,有的鉆機采用長油缸帶動動力頭實現起下鉆具作業。

XY-4型鉆探機外貌圖

  由於使用目的、工作能力和施工場所的不同,鉆機的分類也不同。按破碎巖石的方式可分為:回轉式鉆機、沖擊式鉆機和沖擊回轉式鉆機等;按鉆探深度可分為:地表取樣機(2~50米)、淺孔鉆機(50~300米)、中深孔鉆機(300~600米)、深孔鉆機(600~6000米)、超深孔鉆機(6000~15000米);根據用途可分為:巖心鉆機、水文地質水井鉆機、石油鉆機等;按施工場地可分為地表鉆機、坑道鉆機、海底沉沒式鉆機等。

  自20世紀80年代以後,在世界范圍內鉆探機的發展比較迅速。由於液壓技術具有部件間的連接機動性強,操作集中省力,扭矩和轉數變化范圍大等特點,全液壓鉆機普遍得到研制與應用。為瞭適應各種鉆探工藝參數的要求,能實現多工藝鉆探的多功能鉆探機已陸續問世,它可以用一臺設備代替幾種不同性能的設備使用。隨著礦產開采深度的不斷加大,新型深孔鉆探機也不斷出現,而且應用計算機進行控制,使打鉆科學化成為現實。