围绕深井石油钻机、牙轮钻头、PDC钻头、振动筛、井口设备、钻杆、蜗轮钻具等开展了系列研究，特别是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，成果获2009年度国家科技进步二等奖。

创建了基于深井快速钻井的钻头-岩石-钻柱相互作用三维耦合振动动力学模型，利用元胞自动机现代数学方法解决了非线性钻柱动力学模型的快速求解难题；针对川、渝和塔里木等复杂地层的深井钻井难题，通过开展深部地层三轴岩石力学性能实验、牙齿压入与齿圈复合破岩等系列实验研究，获得了深部地层岩石特性和深井快速钻井条件下牙轮钻头破岩机理；提出了采用浮动套轴承解决高速牙轮钻头轴承寿命低的新思路，并创建了高速牙轮钻头浮动套轴承脂润滑动载荷粗糙表面的数学模型。采用CAD/CAE等现代设计手段，研制出了三个系列九个品种的高速牙轮钻头系列新产品。

提出双（多）轴惯性振动筛的力心理论、双（多）轴（电机）非等质径积的追随自同步和同步状态稳定性理论，建立和完善了双轴惯性振动筛的数学模型，突破了此前国内外双轴惯性振动筛设计中的苛刻限制条件，发展了振动筛的设计理论；采用现代动态分析设计方法，研制出世界领先的低频、大振幅、高抛掷指数的GW系列双轴平动椭圆振动筛和多轴自同步振动筛，并实现产业化生产，解决了深井快速钻井对钻井液固相清除的要求。

实验室已经生产了三种型号九个系列的高速牙轮钻头10000余只；同时，生产了六个系列的高性能振动筛1000余台。产品先后在四川、新疆、塔里木、中原、大港等国内油田，以及苏丹、土库曼斯坦、哈萨克斯坦、阿联酋及独联体等国外区块推广应用，提高了我国深井钻井技术的整体水平和国际竞争能力。