一、钻探工程基本知识（以岩心钻探为例）
（一）钻探基本要素
1、钻孔及其要素
根据一定目的向地壳内钻出直径小而深度大的柱状圆孔，叫做钻孔或钻井。
钻孔三要素：钻孔直径、钻孔深度、钻孔方向，根据钻探目的、地质条件等因素来
确定。
（1）钻孔直径：地质勘探为46～mm，油气井和水井的直径36／8″~／8″，桩基工程中，直径可达1m甚至更多。
（2）钻孔深度：数米至数千米。
（3）钻孔方向。有垂直孔（常用）、不同倾斜度的斜孔（多用于急倾斜矿床勘探）、也有特定曲率弯曲的定向孔。在地下坑道中，有水平孔、垂直向上的钻孔。
二、钻探工程的基本工艺
钻探工程由三个基本工艺组成：破碎孔底岩石、提取岩芯及岩粉、加固孔壁。
1、破碎孔底岩石
根据不同性质的岩石选用各种不同类型的钻进方法和钻头切削具，以冲击力，压力和剪切力、研磨力，作用于岩石使小块岩石离开整体。
钻进碎岩方法常用的钻进方法及选用原则：
软岩和中硬岩层，用硬质合金钻头、PDC钻头钻进；
中硬及部分中硬以上岩层，用PDC钻头、铣齿牙轮钻头钻进；
中硬以上岩层及硬岩，用钢粒钻头、金刚石钻头钻进；
硬脆岩层，用液动（气动）孔内冲击器钻进或镶齿牙轮钻进更有效；
钻孔的直径取决于钻孔结构和钻进方法
金刚石钻头主要用于小口径，一般直径为75-mm；硬质合金和牙轮钻头既可钻进小口径孔，又可钻进直径达2m以上的大口径水井、工程施工孔和浅井。钻孔的深度可在几米至几千米的范围内变化。
2、提取岩芯和岩土样品：为了获取地质资料及继续钻进，必须及时取出岩芯和岩土样品。一般有以下几种方法：
(1)所钻岩样附着在钻具上与钻头一同提出。如短螺旋钻进取样
(2)用抽筒(捞砂筒)提取岩粉。多用于无冲洗液循环的冲击钻进。
(3)岩芯随岩心管或取芯器提出孔外。多用于回转钻进。
(4)利用冲洗介质(清水，泥浆，特殊液体或气体)在孔内不断地循环把岩粉冲出孔外。多用于岩心钻探、石油钻井、空气钻进、桩基工程等。
3、加固孔壁
地层岩石破碎后，地层中留下一个孔穴，破坏了原有地层的平衡状态，在不坚固的岩层中，为防止孔壁坍塌、隔离含水层和堵塞漏失等，必须加固孔壁。常用方法如下：
套管(1)利用孔内循环冲洗液的液柱平衡地层压力和泥浆的胶体化学性质，在孔壁形成泥皮保护孔壁。该方法最经济；
(2)用金属套管下入孔内，隔离地层或防止孔壁坍塌。
(3)用粘土和水泥加固孔壁。灌入粘土或水泥浆液，或直接将粘土或水泥球投入孔内，捣实固结孔壁，封堵裂隙。
三、钻孔结构
钻孔结构是指钻孔由开孔至终孔，孔身直径的变化。当使用套管加固孔壁后，如果继续钻进，钻孔直径就会减小一级，因而钻孔是一个上下直径变化的圆孔，呈现阶梯状。一般，换径越多，钻孔结构越复杂，换径次数少，钻孔结构简单。
水文孔结构