Djúpbrunnadæla er sérhæft rafvélatæki sem notað er til að vinna grunnvatn úr djúpum brunnum. Hönnunarreglur þess samþætta þekkingu frá mörgum greinum, þar á meðal vökvavélfræði, vélrænni gírskiptingu og efnisverkfræði, með það að markmiði að ná fram skilvirkum, áreiðanlegum og stöðugum vökvaflutningum niður í holu. Í samanburði við hefðbundnar miðflótta dælur starfa djúpbrunnsdælur í löngum, þröngum borholum, sigrast á verulegum vatnsstöðuþrýstingi og langa-flutningsmótstöðu, en laga sig jafnframt að takmörkunum á holuþvermáli og sérstökum kröfum um uppsetningu og viðhald. Þess vegna hafa þeir sérstaka eiginleika í uppbyggingu þeirra og rekstrarreglum.
Kjarnastarfsreglan um djúpbrunnsdælur er byggð á orkubreytingarkerfi miðflóttadæla. Mótorinn sendir tog til margra-þrepa hjólhjóls niður í holu í gegnum tengi eða langan bol. Hár-snúningur hjólanna veitir miðflóttakrafti til grunnvatnsins sem fer inn í dæluhólfið, sem skapar há-þrýstingssvæði við ytri brún hjólsins og lágþrýstingssvæði í miðjunni, sem nær stöðugu vatnsinntöku og -losun. Fjölþrepa, rað-tengt hjólaskipan getur smám saman aukið vatnsþrýsting innan takmarkaðs ásrýmis og uppfyllir miklar höfuðkröfur djúpra brunna. Vatn rennur í gegnum röð hjóla og stýrisskíra, undir þrýstingi og leiðréttingu, áður en það er loksins afhent í yfirborðsleiðslukerfið frá efra úttaki dælunnar.
Til að laga sig að þröngum rýmum djúpra brunna eru djúpbrunnsdælur lóðrétt skipulagðar. Hægt er að setja mótorinn á yfirborðið (þurr uppsetning) eða tengja beint við brunninn í gegnum langan skaft (blaut uppsetning). Í þurru uppsetningunni er mótorinn aðskilinn frá dæluhlutanum og kraftur er fluttur til hjólsins niður í holu um langa skaftið. Þetta kemur í veg fyrir raka og brunnvatns tæringu á mótornum, en krefst þess að taka á titringsvandamálum af völdum sammiðju og sveigju langa skaftsins. Blaut uppsetningin dýfir aftur á móti mótor og dæluhluta í vatni. Mótorinn er með vatnsheldri innsigli sem skilar sér í þéttri uppbyggingu og auðveldri uppsetningu, en gerir meiri kröfur um mótorþéttingu og kælingu. Bæði uppbyggingarformin krefjast víðtækrar skoðunar á brunndýpt, holuþvermáli, breytingum á vatnsborði og auðvelt viðhald við hönnun.
Vökvakerfishönnun skiptir sköpum fyrir frammistöðu djúpbrunnsdælna. Fínstilla þarf hjólhjólasnið, fjölda blaða, úttakshorn og breidd flæðirásar miðað við nafnstreymishraða og fallhæð til að draga úr vökvatapi, bæta skilvirkni og bæla hvirfla og hola í notkun. Stýriskífurnar breyta háhraða vökvaflæðinu frá hjólinu í stöðugt þrýstingsflæði, draga úr hraðahallanum og ókyrrðarstyrknum og draga þannig úr orkutapi og hávaða. Bilið og heildaráslengd fjöl-þrepa hjóla ætti að vera lágmarkað en samt uppfylla kröfur um höfuð til að mæta algengum holþvermáli og draga úr uppsetningarerfiðleikum.
Efnisval fylgir einnig takmörkunum í hönnunarreglunum. Brunnumhverfið felur í sér vatnsþrýsting, veðrun sets, hugsanlega efnatæringu og hitabreytingar. Dæluhlíf, hjól og skaft ætti að vera úr há-styrkleika, tæringarþolnu-og slitþolnu efnum, eins og ryðfríu stáli, bronsi eða yfirborðs-styrktu kolefnisstáli, til að tryggja langtíma- rekstraráreiðanleika. Vélrænni innsiglishönnunin verður að halda jafnvægi á vatnsheldni og slitþol til að koma í veg fyrir að brunnvatn leki inn í mótorinn eða legur.
Ennfremur þarf hönnun djúpbrunnsdælu að taka fullt tillit til upphafseiginleika og rekstrarstöðugleika. Vegna þess að sveiflur í kyrrstöðu vatnsborðs innan holunnar geta haft áhrif á sogskilyrði, notar hönnun oft stærra soginntaksþvermál og hæfilega dýpt á kafi til að draga úr hættu á kavitation. Samsvörun við snúningstregðu mótorsins og dæluhlutans, ásamt stífleika og dempunarhönnun, eru notuð til að stjórna titringsmagni og tryggja stöðugan gang við mismunandi álag og vatnsborðsskilyrði.
Á heildina litið er hönnunarreglan fyrir djúpbrunnsdælur að uppfylla kröfur um háan hæð og mikla skilvirkni við djúpbrunnavatnsútdrátt. Þetta er náð með orkusamsetningu lóðréttra fjöl-þrepa hjóla, fyrirferðarlítilli uppbyggingu sem er aðlöguð að holuþvermáli, fínstilltu vökvalíkani og áreiðanlegum efnum og þéttingarlausnum, sem gerir örugga útdrátt og stöðugan flutning grunnvatns kleift. Í-dýpt beiting þessarar meginreglu hefur gert djúpbrunnsdælur óbætanlegar við áveitu í landbúnaði, vatnsveitur í þéttbýli og dreifbýli og vatnsinntöku í iðnaði.