1.石油鉆機
石油鉆機是壹套復雜的大型成套設備，制造難度大，成套範圍廣。用於海上鉆井的石油鉆機還應該能夠承受惡劣的自然條件，例如海水腐蝕和海浪侵蝕。目前，美國是制造石油鉆機成套設備最強大的國家。
隨著交流變頻調速技術的快速發展，交流變頻電驅動鉆機(AC-GTO-AC石油鉆機)正在取代現有的可控矽DC驅動鉆機，成為海洋石油鉆機發展的換代產品。在工作性能上，交流變頻電驅動鉆機實現了無級變速、恒功率、寬調速，簡化了鉆機的機械結構，提高了鉆機的提升能力和事故處理能力。在可操作性方面，交流電機體積小，單機容量大，易於實現鉆機外部變化的自動化、智能化和自適應控制，易於操作和管理；在安全性方面，交流變頻技術本身對電機有安全保護功能，安裝拆卸方便，移動方便靈活，安全性高。目前，世界各大鉆機制造商都研制了交流變頻電驅動的大功率石油鉆機，裝備在鉆井深度10668米(35000英尺)以上(工作水深大於2438米，即8000英尺)的半潛式鉆井平臺或鉆井浮船上。
此外，新型液壓油鉆機也在不斷推廣使用。新型液壓鉆機是挪威海事液壓公司於1996研制的壹種新型鉆機。鉆機作為壹種舉升機械，取消了絞車、井架、遊車等常規設備，用舉升液壓缸代替了絞車，還替換了龐大的浮式鉆井鉆柱運動補償器，從而大大降低了鉆機的質量和制造成本(據報道成本可降低30%)。此外，鉆機可與計算機相結合，實現鉆孔和鉆具提升作業的機械化和自動化，操作人員數量明顯減少。
目前，激光石油鉆機仍處於研發階段。激光鉆井技術具有許多無可比擬的優勢，如降低成本、提高機械鉆速、改善井控、減少鉆井時間、鉆頭磨損和起下鉆時間、精確控制鉆井、在井眼周圍形成堅硬的玻璃化表皮、最小化或消除同心套管。據悉，GRI與科羅拉多礦業學院、麻省理工學院、萊克伍德公司、菲利普斯公司以及美國空軍和陸軍合作，共同開展了激光鉆機的研究，計劃在21世紀使用激光鉆孔。
隨著石油鉆機的不斷發展，作為石油鉆機關鍵設備的鉆井絞車、轉盤、頂驅和鉆井泵也得到了快速發展。
2.轆轤
為了滿足海洋石油鉆井開采向深水推進的需要，鉆井絞車的提升能力和鉆井能力也在不斷提高。
3.轉盤和頂驅
轉盤和頂驅是鉆井設備旋轉系統中的兩個互補裝置，它們在實踐中逐漸完善，功能不斷增強。
4.鉆井泵
對於海上鉆井，尤其是深海鉆井，鉆井泵是鉆井液設備中的關鍵設備。265438+20世紀初，國民-油井公司成功研制出新壹代鉆井泵——Hex鉆井泵，代表了未來鉆井泵的發展趨勢。該鉆井泵配有兩臺交流變頻驅動電機和六個缸套，與傳統鉆井泵相比，具有輸出流量穩定、超高壓、超大流量、體積小等優點。此外，在鉆井泵的泵體、液壓缸、活塞等部件中使用高強度鋼和耐磨陶瓷，可以顯著降低泵的體積和質量，延長泵的使用壽命，這將成為未來鉆井泵的另壹個發展方向。
5.5的新技術。PDC鉆頭
對於PDC鉆頭來說，現在需要的是能夠鉆進更深、更硬、更不正常的地下環境，這必然對現代鉆井技術提出了更高的要求。這些鉆頭包括自磨PDC鉆頭都具有超強的耐磨性，可以很好的延緩鉆頭的磨損，同時輕型鉆頭可以鉆更深更硬的地層。此外，還有耐高溫的PDC鉆頭。
6.井控設備
鉆井用井下控制裝置需要滿足海上鉆井的需要。如有必要，可以在不取出鉆桿的情況下關閉正在鉆井。需要滿足不斷增加的工作壓力，降低質量，縮小尺寸；還需要適用於新的欠平衡鉆井的井控設備。
二、鉆井技術
1.油氣井力學和過程控制。
(1)正在向信息化、智能化方向發展。
地下智能鉆井系統的最終發展目標是“地下鉆井機器人”。這種地下鉆探機器人不同於普通機器人，它必須能夠在極其復雜的地質環境和非常惡劣的工作條件下有效工作。它必須能夠準確地探測前方和周圍的地質環境以及自身的狀態，進而做出正確的分析和決策，並能自動適應工作環境，沿著“預定路線”或要求奔向“地下目標”，圓滿完成人類賦予它的在現場勘探和開采地下資源的神聖任務。這種地下鉆孔機器人是自動鉆孔的核心，將是各種高新技術和新產品進壹步研發及其小型化集成的結果，代表了未來鉆掘技術的發展趨勢，有望在21世紀上半葉實現並達到理想的成熟度。
(2)向多學科緊密結合的方向發展，提高勘探發現率，提高油井產量和采收率。
以近年來發展迅速、技術先進的水平井為例，水平井的設計方案和框圖在10月份得到了美國石油工程協會、地質學家協會、地球物理學家協會和測井分析師協會的同意，設計內容由地質、鉆井、產油層和成本核算四個部分合作完成。應用水平井技術勘探開發壹體化油氣田是20世紀90年代水平井應用和發展的主要趨勢之壹，它不僅能顯著增加石油產量，而且能有效提高石油采收率。
(3)向有效勘探開發特殊油氣藏方向發展。
特殊油藏包括低滲透油藏、斷塊油藏、稠油油藏、高含水油藏和薄油層。以低滲透油氣藏為例:我國已探明儲量中，低滲透油氣藏占總探明儲量的25%，近3-4年新增探明儲量中約60%為低滲透油氣藏。其低孔隙度和低滲透率使得勘探和發現極其困難，儲層損害問題貫穿於鉆井、完井和測試的全過程。因此，研究和發展儲層損害機理和評價方法、鉆井液化學和儲層保護技術、欠平衡鉆井在最大限度發現和保護儲層全過程中的優化設計和適應性，是有效勘探和開發特殊油氣藏的鉆井工程核心問題。
2.復雜油氣多相流和高壓水射流
(1)對復雜油氣水多相流的本質理解更加深入，模型研究更加科學，更加貼近實際。
近年來，國內外對多相流基礎理論的研究內容主要涉及多相流流型、流型圖、壓降、截面含氣率、截面含液率、特殊管件中的多相流、液體蒸汽、蒸汽註入和數值計算等。，理論研究發展迅速。為了掌握水平井油氣兩相流的流動特性，包括沿井長壓降、持液率和流體從油藏中流出等，研究人員進行了壹系列的實驗和理論研究，並提出了計算模型。例如，為了研究傾斜管內油水兩相流的不穩定性，提出了瞬態雙流體模型來模擬管內段塞流的流動狀況；通過對孔隙波、湍流和平均空隙率的測量和信號分析，得到了流型轉換機理的特征和規律。由於多相流體在環空中不同層段的流型不同，流體靜壓力、摩擦壓降和加速壓力的計算非常麻煩。這些不同的流型和不同的井段需要不同的計算模型。美國Moore公司開發了壹套多相流體力學軟件來計算這種復雜的多相流，使得模型研究更加科學，更加貼近實際。
(2)復雜井筒中多相流的理論研究發揮著越來越重要的作用。
復雜井筒多相流動的理論研究將指導水平井段設計和產能預測，實時監測欠平衡鉆井中的復雜流動，編制智能軟件系統，幫助鉆井人員監測和控制流動參數，科學優化生產系統設計。相信隨著科學技術的不斷發展和對多相流本質認識的不斷深入，在不久的將來，多相流知識將被用於推動石油工程相關理論和技術的發展。
(3)高壓和超高壓噴射鉆井和增產應用越來越廣泛。
隨著高壓水射流理論、技術和裝備的發展和進步，新型射流將不斷出現，對高壓和超高壓射流湍流動力學和流動規律的研究和認識將不斷深化，應用範圍和領域將不斷擴大。在石油工程中，高壓和超高壓射流技術不僅將用於輔助破巖鉆井以進壹步提高鉆井速度，還將用於油氣井增產，如水力深穿透射孔、定向射流輔助壓裂、徑向水平微孔開采等。同時，高壓水射流技術越來越廣泛地應用於煤炭、化工、冶金、建築、機械、軍工等十多個工業領域，如水力采煤、切割鉆孔、清洗除垢等。