19世紀中葉出現人力驅動的巖心鉆機和天然金剛石鉆頭至今的100多年中，巖心鉆機由早期的機械傳動手把給進到機械傳動液壓給進立軸鉆機發展到今天的全液壓動力頭鉆機以及自動化、智能化地質巖心鉆機。與此同時，孔底動力鉆具（潛孔錘、螺桿鉆、渦輪鉆、孔底電鉆等）也從發明到發展，至今已具有壹定水平。從1862年天然金剛石用於制造金剛石鉆頭巖心鉆探方法問世；1899年發明了鐵砂（鋼粒）鉆進；1916年硬質合金開始用於鉆探；1954年世界第壹顆人造金剛石制造成功並用於制造金剛石鉆頭；人類經歷了天然金剛石表鑲鉆頭鉆探時代，鐵砂、鋼粒和硬質合金鉆探時代，人造金剛石孕鑲鉆頭鉆探時代至今到了人造復合超硬材料鉆探時代。20世紀末至21世紀初，地質巖心鉆探技術又有了新的發展。
2.3.2.1 地質巖心鉆探設備發展方向
在地質巖心鉆探領域全液壓動力頭鉆機引領著地質巖心鉆探設備發展方向，自動化鉆機已達到實用化程度。
（1）全液壓動力頭式鉆機
加拿大阿特拉斯·科普柯克裏斯坦森（Christensen）公司的全液壓巖心鉆機已經形成完整系列。CS系列全液壓鉆機，鉆進能力從610m至2000m，具有長行程給進、無塔升降鉆具、無級調速、機械化程度高、配套器具齊全、生產效率高等優點。其中淺孔鉆機分解性強、分解後的部件比較輕，適合難進入地區使用。Boart Longyear公司的LF70型鉆機（Φ59mm孔徑鉆深760m）。CT-171輕便型鉆機可用直升機吊運，設計特點是拆開後的部件不超過25kg，若幹部件用輕合金制作，總體RFM量輕。其設計為模塊化、全液壓、輕便、多功能，代表了最新的發展潮流。新型“飛運”鉆機是真正的小模塊拼裝式，適用於難進入地區采用人力或飛運搬遷。例如加拿大的HYDRACORE 4000型鉆機，將動力機和液壓站也設計為拼裝式，鉆機動力為200Hp，以繩索取心鉆進工藝為主，NQ系列鉆進深度達到1067m。
（2）多功能鉆機
隨著復合鉆探技術（即金剛石巖心鉆探、空氣反循環連續取樣鉆探、空氣潛孔錘取樣鉆探在壹個鉆孔中使用的鉆進工藝）的普遍應用，適用於該復合鉆進工藝的多功能鉆機得到快速發展。加拿大國際鉆探設備公司的CSR系列鉆機，主要用於300～1000m孔深進行反循環中心取樣（CSR）作業，在美國、加拿大廣泛用於金、鈾和鐵等地質礦產勘查。美國薩姆公司的T系列鉆機，用於水井和煤層氣井；英格索蘭公司的RD系列鉆機，用於水文水井鉆探；美國長年公司的HD-600型鉆機用於油氣、地熱和礦產勘探。鉆深能力從1000m至3000m不等，如HD-600型鉆機用CHD-76繩索取心鉆進時鉆深能力為3000m。澳大利亞U.D.R.公司的Universal 5000型深孔全液壓動力頭式鉆機，當用Φ89mm鉆桿無巖心鉆進Φ165mm孔徑時，鉆深能力為1900m；用CHD101繩索取心鉆進時為3100m。配備柴油機動力410Hp，提升能力達450kN。此類鉆機整機體積大且笨重，為深孔重型鉆機。
（3）自動化、智能化鉆機
加拿大JKS Boyles公司開發成功B系列坑道自動化鉆機。該系列鉆機采取全液壓動力頭結構，機、電、液壹體化和計算機控制鉆進方式。施工現場只需壹名操作人員。鉆進參數完全由計算機監測和控制；鉆具升降等作業也全部自動完成。鉆進過程也可在地面的通訊操作室（CCR）做連續監視和數據自動記錄。B-10、B-15、B-20型自動鉆機最大鉆進孔深分別為340、600（AQ）、1550m。瑞典海格比（HAGBY）公司開發成功ONRAM系列1000/4 CCD型和2000 CCD型全自動巖心鉆機（Computer Controlled Drill）。1000/4 CCD型鉆機鉆進能力為750m（BQ鉆桿）。該鉆機可采集和記錄鉆進過程中的13種參數，根據這些參數對鉆進過程進行實時控制。
Atlas Copco公司開發成功Diamec系列全自動鉆機，為典型適合金剛石鉆進的高速低扭矩鉆機。Diamec系列鉆機適用於地表或巷道內施工，為全液壓動力頭式，配備機、電、液壹體化的操作系統。經礦山實際應用，具有鉆進效率高、鉆進成本低和操作簡易等明顯的優點。Diamec264APC型鉆機配置有3種不同的給進長度（0.8、1.8、3.3m），以適應不同需要。近幾年，阿特拉斯·科普柯公司陸續研發了DiamecU4APC型、DiamecU6APC型和DiamecU8APC型自動化鉆機。其中DiamecU4APC型屬第二代自動化鉆機，真正實現了機臺單人操作。DiamecU6APC型鉆機在DiamecU4APC的基礎上進壹步簡化了結構，提高了電子系統在惡劣環境中的工作能力，其鉆深能力為1000m。作為第三代自動化鉆機代表的DiamecU8APC型鉆機，在其設計中更多地考慮了人類工程學（Ergonomic），加強了人性關懷和安全，其鉆深能力為1500m。
（4）我國XY系列液壓立軸巖心鉆機
“九五”期間分別研制成功液壓立軸式雙卡盤不停車倒桿和交流變頻雙卡盤地質巖心鉆機。“十五”期間研制成功了YDX-3型新壹代全液壓動力頭式地質巖心鉆機，鉆機適用於金剛石繩索取心、沖擊回轉、定向鉆進、反循環連續取心（樣）等多種高效鉆探工藝方法。
2.3.2.2 地質巖心鉆探工藝技術新進展
隨著地質工作的整體復蘇，巖心鉆探工作量在逐年增多。以繩索取心、液動沖擊回轉、定向鉆進等先進鉆探技術為主要特征的小口徑金剛石地質巖心鉆探技術又重新顯示出活力。同時，地質大調查專項成功實施以來，鉆探工藝技術又有了新的發展。特別是國家重大科學工程——中國大陸科學鉆探工程“科鉆壹井”的圓滿完成對提高我國的巖心鉆探工藝水平起到了極大的促進作用。
1）液動潛孔錘結構有較大改進，性能有很大提高，“三合壹”鉆具初步研制成功。“十五”期間研制成功的YZX127液動潛孔錘，采用了全新結構，大幅度提高了液動錘的能量利用率和穩定性，其技術成果獲得2項國家發明專利。在“科鉆壹井”施工中創造了單井連續使用液動錘進尺3485.69m和使用井深5118.2m兩項世界紀錄。自主研制的液動潛孔錘+螺桿馬達+繩索取心“三合壹”鉆具在“科鉆壹井”主孔5000多米孔深成功鉆進壹個回次並取出3.5m長的完整巖心。證明該套鉆具的研究獲得初步成功。
2）對VDS垂鉆系統及保真取樣鉆具進行了有益探索。多用途微機自動定向鉆進系統與工藝的研究以自動控制糾偏為主線，探索利用成熟的傳感器、液壓和機械等技術組成機、電壹體化的閉環控制垂鉆系統，基本解決了由於空間狹小和工作環境惡劣引發的各項技術難題，探索出了壹套可用於閉環控制系統的主要硬件設計的工作思路，為今後開展高技術自動垂直鉆井或自動定向鉆進系統研究，積累了經驗，為系列化研究打下了基礎。
3）定向鉆探技術及對接井鉆井技術有新發展。設計了適應於定向鉆進的組合鉆具，改進了中低轉速螺桿鉆具，使之可適應牙輪鉆頭、金剛石鉆頭及復合片鉆頭；編制了定向鉆進與水平鉆進設計與控制軟件；改變了水溶性礦產的采礦方式，大大提高了采礦效率和礦產資源利用率。完成了2對近3000m深井對接井，開創了我國對接井技術的新紀元，實現采鹵對接井的重大技術突破。
4）中國大陸科學鉆探工程“科鉆壹井”的圓滿完成。2005年12月17日“中國大陸科學鉆探工程新型鉆井技術體系的研究與應用”科技成果通過了國土資源部的鑒定。該項目創造性地將“組合式鉆探技術”、“靈活的雙孔方案”和“超前孔小直徑取心鉆進方法”有機地結合起來，形成了獨具中國特色的科學鉆井技術體系。該新型鉆井技術體系主要由井底動力驅動的沖擊回轉取心鉆探技術、硬巖大直徑長井段擴孔鉆進技術、強致斜地層井斜控制技術、性能優良的LBM-SD泥漿體系、小間隙固井及活動套管應用技術、孔內事故預防處理技術、鉆探數據采集處理技術等組成。“科鉆壹井”的成功實施及其所取得的科技成果對我國地質巖心鉆探技術水平的提高起到了極大的推動作用。
5）新型鉆探碎巖方法還在不懈探索。中國地質大學（武漢）建成了“熱熔鉆進實驗系統”，針對松散、卵礫石地層進行了初步實驗。中國地質大學（北京）聲頻振動鉆機及鉆探技術研究正在進行，定向鉆進鉆孔軌跡實時監控和中靶系統研究也已啟動。吉林大學生物非光滑理論與仿生金剛石鉆頭研究已取得試驗數據。