（一）回转器通孔直径
回转器通孔直径取决于所配钻机上钻杆外径，一般比钻机上钻杆外径大2～3mm。如，使用最大径钻杆为114mm，通孔直径常取117mm。由于动力头式回转器空心轴通孔直径较小，不能通过粗径钻具，故起下钻时，回转器必须让开孔口。
（二）转速的确定
在钻进过程中，用以衡量回转速度的指标有：
（1）转速n—每分钟转数；
（2）周速v—钻头切削具的圆周速度。
周速直接反映了切削速度的快慢，二者的关系是：
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：D 为钻头直径，mm。
当要求圆周线速度一定时，要求n随D 的减小而增加，或随D 的增大而减小。
合理确定回转器的转速，对钻机的使用性能有很大影响。其总的出发点是为了使钻机在各种工况条件下，都有其相应的合适转速可供选用，并希望能取得高的钻进效率。具体确定时，还要考虑到钻杆强度、工作稳定性、钻机质量等各方面的因素。
回转器的转速包括最高转速、最低转速和调速范围。在金刚石钻进中，由于岩性条件，选用钻头类型及金刚石粒度及钻压的不同，会出现不同的碎岩现象，所要求的钻头圆周速度不同。
1.回转器的最高转速
（1）表镶金刚石钻头的碎岩过程：表镶金刚石钻头碎岩，由于所镶嵌的金刚石粒度大，因而钻头上有较大的金刚石出刃，在分析其碎岩过程时，应按每颗有较大出刃的金刚石去研究其碎岩状态。单粒金刚石，可以视作一个球体，从岩石破碎机理可知，球体在压入坚硬脆性岩石时，主要是压裂、压碎和体积剪切的方式，而切削则是在钻具回转时才出现的次要现象。对中硬及塑性较大的岩石，则压入及其后在回转中出现的体积切削，是主要的碎岩方式。
图2-1 切削碎岩作用
关于切削碎岩作用如图2-1所示，金刚石在轴向载荷 P 的作用下，首先切入岩石一定的深度h；然后在钻具回转水平作用力H 的推动下，金刚石粒前棱 （刃）面将岩石切削掉。而被切削掉的岩石，即为较大体积的剪切体a。a体积在崩落前，金刚石前棱面的受力情况是由小而逐渐增大 （随钻头的前移而渐增）的，而a体崩落时，则金刚石前棱面的受力会突然减小。随着钻头的转动第二次剪切又开始，如此依次循环重复进行。由于剪切体a的形成，是在金刚石受水平作用力 H 的作用下，由多个小 剪 切 体b积累而成的。因而金刚石棱面所受阻力是脉动状变化的，即由小积大再由大突然减小，这样循环重复达到破碎岩石的目的。
金刚石按其运动方向从岩石上经过后，会在岩石表面形成沟槽，沟槽的深度h与所受轴向力的大小有关；沟槽的宽度，在坚硬脆性岩石中，要大于金刚石出刃的宽度，故克取下的岩粉 （碎屑）其最大颗粒比金刚石出刃大，而在塑性岩石中，则岩粉最大颗粒与金刚石出刃近似。沟槽底部岩石，则会被压成致密度大的粉状体。
用表镶钻头钻进时，对中硬岩石，所需钻压不大即可体积破碎。粗粒金刚石钻进，由于其压入岩石的破碎范围大，因而钻头回转的阻力也就增大，完善破碎过程所需要的时间就大，对金刚石的磨损也大。由于上述种种原因，采用表镶钻头 （尤其粗粒金刚石钻头）钻进时，转速不能太大。转速太大，不但对金刚石的磨损加剧，而且碎岩效果也不理想，因此，表镶金刚石钻头钻进时，提高钻速的关键是加大轴向压力，即必须给以足够的钻压。
表镶金刚石钻头推荐线速度为1～2m/s。
（2）孕镶金刚石钻头的碎岩过程：它和表镶钻头破碎相似，只是由于金刚石粒度小，因而其压裂、压碎、体积剪切等都是微型的，于是就把在脆性岩石中钻进碎岩称微压裂加微剪切，而把在塑性岩石中钻进碎岩则称微切削。
孕镶金刚石钻头在碎岩过程中，要待胎体包镶物被磨去以后，微粒金刚石才能出露，而且其出刃是很微小的。只有当胎体磨损较快时，金刚石才能较快地出露，并逐渐增大其切入岩石的深度。同时，也只有当金刚石有足够的出露量，并保证其能切入岩石时，才能有效地破碎岩石。
在钻进过程中，孕镶钻头的唇面与所钻岩石之间，只有很小的间隙。这个间隙的大小取决于金刚石的出露量及其切入岩石的深度。钻进时，这一间隙中充满着被克取下来的岩粉，它们对胎体会起到磨损作用，有利于金刚石的出露，也称钻头的自锐作用。
孕镶钻头的工作层，是由胎料与金刚石微粒均匀混合后固结在一起的。随着胎体的磨损，不断会有碎裂的金刚石脱落而失去工作能力，但同时又会不断有新的金刚石粒出露继续破碎岩石。这就保证了钻进中恒定的碎岩能力，直到工作层不能再使用时为止。
孕镶金刚石钻头破碎岩石的情况，如图2-2。
由图2-2可知，在孕镶金刚石钻头上，作用着能使金刚石切入岩石的轴向载荷P0与切向载荷Pτ，而作用在每颗金刚石颗粒上的载荷平均值的大小，取决于唇面上碎岩金刚石颗粒的总数。
图2-2 孕镶钻头的金刚石颗粒工作示意图
细粒金刚石钻进时，比粗粒金刚石钻进碎岩较容易。因其金刚石与岩石的接触面小，压入岩石的破碎带小，转动阻力小，完善碎岩过程所需时间少，对金刚石的磨损也小。因此，细粒金刚石钻进时，提高钻速的关键在于加快钻头的转速。只有提高钻头的转速，才能在单位时间内获得较大的碎岩量，才能出现较高的钻速。而在这种转速较高的情况下，钻压则不宜过大。这是由于金刚石出刃小，钻压再大也不能提高切入深度，对增大碎岩量没有什么作用。孕镶钻头所用的金刚石颗粒细小，一般为40～100网目，直径相当于0.3～0.125mm，因此出刃非常微小，切入岩石颗粒就更小，所以只有在单位时间内尽量增加钻头转速来实现多次破碎，才能获得较快进尺，推荐的线速度为1.5～3m/s。
各类表镶和孕镶钻头的适用转速如表2-1。
转速是影响金刚石钻进的主要因素。在多数硬岩中，在一定条件下，机械钻速随金刚石钻头转速的增大而增大。
表2-1 表镶和孕镶金刚石钻头适用的转速
注：转速单位为r/min。
2.回转器的最低速度
回转器最低转速根据开孔钻进、复杂地层钻进、扫孔及处理事故的需要来确定。金刚石钻进一般为60～150r/min。推荐小口径回转器的最低转速取100r/min左右为宜。
3.回转器的调速范围R
最高转速与最低转速的比值称为调速范围，用R来表示：
液压动力头岩心钻机设计与使用
金刚石钻机，R取4～12，少数可达15。R过大当nmax一定时，即意味着nmin减小，回转系统转矩增大，钻机尺寸与质量也相应增大；如果nmin不变，则意味着nmax增高。总之，应该根据钻进工艺需要来确定nmax及nmin，从而确定R。
4.速度挡数
从满足钻进工艺来说，希望回转器有较多的挡次，甚至能实现无级变速，以便选择最佳的回转参数，以提高钻进效率。液压钻机虽然可实现无级变速，但为提高液压马达的工作效率，都设有变速器，变速器挡数越多，结构越复杂，尺寸和质量也越大，这将使钻机成本增加，搬运困难。因此，速度挡数的设置，要从满足钻进工艺要求、提高钻进效率及变速器的结构、成本、质量等多方面因素来综合考虑。金刚石钻机，调速范围大，取6～8挡。另外，深孔钻机挡数可以多一些。
一般规律为：
500m以下 3～4挡
500～1000m 6～8挡
1000m以上 8～10挡
以上挡数可满足目前钻进工艺的要求。
（三）回转转矩
钻机回转器的转矩大小应能适合孔内钻进的需要，并兼顾考虑处理孔内事故时强力扭转钻具的工况。回转器的转矩主要根据钻孔直径、钻进方法、地层条件确定。
（四）回转器输出功率
根据回转器输出转速和转矩，可用下式计算输出功率：
液压动力头岩心钻机设计与使用
式中：P为回转器输出功率，kW；T为回转器输出转矩，Nm；n为回转器输出转速，r/min。
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