实验室围绕深井石油钻机、钻杆、钻头、振动筛、井口设备、蜗轮钻具等开展了系列研究。继在影响深井提速的高速牙轮钻头和高性能振动筛两个关键设备研究方面取得重大进展并获国家科技进步二等奖之后，实验室在钻杆和PDC钻头研制和应用方面又取得重大进展。

实验室作为技术负责人，由塔里木油田牵头，联合宝钢、渤海轮克和日本NKK（现重组为NKKT）开展了新一代高性能钻杆创新研究和工业试验，突破API标准，攻克了新型钻杆加厚过渡区结构设计制造与检测、超高抗扭接头螺纹设计、高强度高韧性钻杆材料体系及冶炼工艺、钻杆超长加厚镦粗工艺等系列钻杆生产研发的关键技术难题，研发了新一代高性能钻杆，具有高强度高韧性、高抗扭、高疲劳寿命与低循环压耗。由我国设计，日本钢厂、上海宝钢制造成功非标钻杆，满足了7000m以上超深井、水平段长度超过2000m定向穿越的钻探需要，钻探成功中石油最深井（8023m），创造了水平定向穿越2350m的世界纪录，在塔里木油田使用超过11000根。带动了宝钢和渤海轮克钻杆技术进步，促进我国钻杆技术跻身国际先进水平行列，为油井管国产化做出了突出贡献。获2011年新疆维吾尔自治区科技进步一等奖。

钻井高效破岩是高效钻井的关键技术。针对岩石可钻性差，强度高、研磨性强、不均质性强，井底环境恶劣（压力高、温度高），钻头及钻柱系统的运动、受力复杂多变等难题和国内钻头、工具技术水平低，缺乏先进设计理论和方法支持，关键材料技术落后等局面，在复杂钻井条件PDC钻头数字破岩技术、个性化钻头新产品研制、破岩新工具开发等方面取得重要成果，在国内首创以数字仿真技术为核心的PDC钻头现代设计系统技术，开发了具有世界先进水平的金刚石钻头数字实验室软件，研发成功异形齿PDC钻头、定向随钻扩孔PDC钻头等7种系列产品和扭转冲击提速工具，在川克、百施特、宝石、宝锐、迪普、川庆钻采等十余家钻头企业生产，在塔里木、四川、渤海、苏里格、冀东、长庆、苏丹、土库曼斯坦、哈萨克斯坦、伊朗、肯尼亚、印尼等国内外油田500余口井应用4000余只，部分钻头的性能指标达到甚至超过贝克休斯、斯伦贝谢等国外先进企业的钻头产品。打破国外技术垄断，形成了具有自主知识产权的金刚石钻头核心技术，显著提高了个性化钻头产品的国内外市场竞争力，为深层、深水、非常规油气藏的勘探开发提供了高性能国产金刚石钻头产品。申请PCT国外专利3件，获2014年皇家永利科技进步一等奖。