圍繞深井石油鉆機、牙輪鉆頭、PDC鉆頭、振動篩、井口設備、鉆桿、蝸輪鉆具等開展了系列研究，特別是在影響深井提速的高速牙輪鉆頭和高性能振動篩兩個關鍵設備研究方面取得重大進展，成果獲2009年度國家科技進步二等獎。
創建了基于深井快速鉆井的鉆頭-巖石-鉆柱相互作用三維耦合振動動力學模型，利用元胞自動機現代數學方法解決了非線性鉆柱動力學模型的快速求解難題；針對川、渝和塔里木等復雜地層的深井鉆井難題，通過開展深部地層三軸巖石力學性能實驗、牙齒壓入與齒圈復合破巖等系列實驗研究，獲得了深部地層巖石特性和深井快速鉆井條件下牙輪鉆頭破巖機理；提出了采用浮動套軸承解決高速牙輪鉆頭軸承壽命低的新思路，并創建了高速牙輪鉆頭浮動套軸承脂潤滑動載荷粗糙表面的數學模型。采用CAD/CAE等現代設計手段，研制出了三個系列九個品種的高速牙輪鉆頭系列新產品。
提出雙（多）軸慣性振動篩的力心理論、雙（多）軸（電機）非等質徑積的追隨自同步和同步狀態穩定性理論，建立和完善了雙軸慣性振動篩的數學模型，突破了此前國內外雙軸慣性振動篩設計中的苛刻限制條件，發展了振動篩的設計理論；采用現代動態分析設計方法，研制出世界領先的低頻、大振幅、高拋擲指數的GW系列雙軸平動橢圓振動篩和多軸自同步振動篩，并實現產業化生產，解決了深井快速鉆井對鉆井液固相清除的要求。
實驗室已經生產了三種型號九個系列的高速牙輪鉆頭10000余只；同時，生產了六個系列的高性能振動篩1000余臺。產品先后在四川、新疆、塔里木、中原、大港等國內油田，以及蘇丹、土庫曼斯坦、哈薩克斯坦、阿聯酋及獨聯體等國外區塊推廣應用，提高了我國深井鉆井技術的整體水平和國際競爭能力。
