大多数定向钻机采用钻进液辅助碎岩钻头钻压从钻杆尾部施加，探测器或探头可以安装在钻头内，也可安装在紧靠钻头的地方，探头发出信号，被地面接收器接收或跟踪，从而可以监测钻孔的方位、深度和其它参数。在那些从地表不能稳定跟踪钻孔轨迹的地方，或因钻孔深度太大，用无线电频率方法难以保证定位精度的地方，也可采用有缆式导向系统，其缆线通过钻杆连接。

膨润土/水的混合物是常用的钻进液或"泥浆"，它能使携带的岩屑处于悬浮状态，并能通过循环系统过滤。导向孔施工完成后，触变泥浆可保持孔壁的稳定，以便于回扩。工作管或导管一般为聚乙烯管或钢管，在扩孔的同时跟在扩孔器后一起进入。

在大型设备中，多数工作是通过钻杆回转完成的，设备的扭矩与轴向推力和回拖力一样重要。对小型设备，通常是先钻一个导向孔，然后再将孔径扩大至所需的尺寸，同时将管道随扩孔器拉入，此时使用钻进液有助于破岩、润滑和冷却钻头。在钻进岩石或其它硬地层时，也可用钻进液驱动孔底"泥浆马达"，在这种情况下，需要很高的钻进液流速。

一些钻进系统被设计用于无水或钻进液的干式钻进工艺，其操作更简单，废弃物少，不需要太多的现场设备；但要受到铺管尺寸和地层条件的限制。

冲击作用可以加强轴向推力和回转扭矩的效果。冲击力可由钻头上的冲击锤产生，也可由地面设备产生并沿钻杆柱传送，无论哪种方法，都能提高导向钻机在复杂地层中的性能。

钻机可大致分为两类：地表发射的和坑内发射的。

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