石油鉆井的專用機械設備稱為石油鉆機。當今世界各國廣泛采用旋轉鉆井方法，要求鉆機有一套可旋轉、提升井下鉆具，并維持鉆井液循環(huán)的設備。現(xiàn)代石油鉆機主要包括：提升（絞車）、旋轉（轉盤）、循環(huán)（鉆井泵）三個主要系統(tǒng)。此外，還要有動力（大馬力柴油機組）、發(fā)電（柴油發(fā)電機組）、傳動（減速箱、變矩器）、控制（空氣壓縮機、氣瓶、氣開關等）和油氣水等輔助設施，以及鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、鉆井井控裝置和固控裝置等。石油鉆機大都在平原、山地、沙漠、沼澤、海洋工作，自然環(huán)境條件惡劣（風、沙、雨、雪等），又需不斷流動搬遷，要有很強的適應能力和高度的運移搬遷性能。

近年來，我國自行研制的ZJ-70D型鉆機是以柴油發(fā)電機組作為動力機，采用可控硅—直流電動機驅動的石油鉆機，鉆井深度（使用φ114mm鉆桿）為7000米，最大提升重量450噸，絞車額定功率1470千瓦，配備兩臺總功率為2352千瓦的鉆井泵，井架底座高度達到9米，鉆機井架為低位（地面）安裝，利用絞車自身動力整體起立井架，鉆機的設計、制造和性能指標均已達到當今的國際水平。目前，世界上最大的石油鉆機為美國制造的超深井電驅動鉆機，理論鉆井深度可達16000米，最大提升重量為1000噸以上。