一、水文地质钻孔的结构和钻进方法特点
水文钻孔的结构比一般地质钻孔要复杂得多，这是因为水文钻探的任务不仅是取出岩心，探明地层剖面，还必须取得许多水文地质数据，或将井孔保留下来，作为供水井或地下水动态观测井长期使用。为了实现上述多种功用，对水文钻孔的结构和钻进方法就必然有多方面的要求。其主要特点是：
（1）钻孔的直径（口径）较大。一般地质勘探孔的主要任务是取出岩心，故口径可以较小（直径一般小于150 mm）。水文钻孔除取岩心外，还必须满足抽水试验或作为生产井取水的要求。为保证抽出更多的水量和便于下入水泵，目前水文地质钻孔或水井的直径一般均在300～500 mm，最大孔径达1000 mm或更大。
（2）钻孔的结构复杂。为了防止孔壁坍塌，水文钻孔在其钻进时、或钻进工作结束后，一般均需下入井管护壁；为了分层取得不同深度含水层的水质、水量及水头值和动态资料，或为阻止非开采层以外含水层中的劣质地下水进入水井之中，常需对揭露的各个含水层采取分层止水的隔离措施。变径下管止水则是最有效的隔离方法之一（图13-1）；在钻进深井的过程中，为减轻钻机荷载或为节省井壁管材，有时也需变径。
（3）为了保证地下水顺利地进入钻孔（水井），同时又能阻止含水层中的细颗粒物质进入钻孔或防止塌孔，在钻孔揭露的含水层段，常需下入复杂的滤水装置，即过滤器；而对井壁与井管之间的非含水层段，则需用粘土、水泥等止水材料进行封堵，以阻止地表污水或开采含水层以外的劣质地下水沿孔壁和井管之间的空隙流入开采含水层中。因此，水文钻孔的结构比较复杂（图13-2）。
图13-1 松散层水井结构图
图13-2 水井结构图
（4）为了防止钻进时所用的泥浆（即冲洗液）堵塞含水层，影响水井的出水量，对水文孔钻进时所用的冲洗液质量（密度、稠度等）有严格要求。一般要求尽量用清水钻进；在砂砾石含水层中钻进时，泥浆黏度要求在18～25 s之间。在钻进结束后，必须认真地进行洗井工作。对城市生活和工业用水井，正常运行时的井水含砂量要求小于百万分之一；农业灌溉水井，也应不小于五十万分之一。
（5）为保证水泵顺利下入井中并长期安全地工作，对水文钻孔，特别是供水井，对其孔身斜度应有严格要求，一般要求孔身斜度每深100 m小于1度。
二、水文地质钻孔的设计
在钻探任务确定之后，水文地质技术人员的重要任务之一便是编制水文钻孔的设计任务书，它是钻孔施工的依据。钻孔设计任务书的内容包括：
（1）孔深。水文钻孔的深度应根据钻探任务来确定，一般要求尽可能或打穿主要含水层。
（2）开孔、终孔的直径及孔身变径位置。开孔直径，在松散岩层中，一般应大于480mm；在坚硬岩石中，应大于290 mm。为简化水井结构，应尽可能采用“一径到底”（如图13-1）。当不得不变径时，在松散岩层中的终孔直径不得小于290 mm；在坚硬岩石中，不得小于180 mm。变径的位置，多在含水层下部的隔水层顶部。
（3）不同口径井管的下置深度及应选用的井管材料。
（4）钻孔中止水段的位置和止水方法。
（5）过滤器的类型和过滤器下置深度。
（6）对水井中的非开采含水层段，应提出井壁与井管之间隙的回填封堵段的位置、使用回填材料及回填方法。
（7）钻进方法及技术要求。包括为完成钻孔设计任务要求采用的钻探方法（详见表13-1），以及对冲洗液质量、岩心采取率、岩土水样采集、洗孔及孔斜测量等的要求，并对钻进时的简易水文地质观测和编录突出明确的技术要求。
钻孔设计书应附有设计钻孔的地层岩性剖面、井孔结构和钻孔平面位置图。
表13-1 水文钻探钻进方法