多年来，石油钻井一直是依靠钻机的转盘带动方钻杆和钻具、钻头旋转进行作业的。近年来，随着钻井装备技术的不断发展，20世纪80年代，国外研制出一种将水龙头与马达相结合，在井架空间的上部带动钻具、钻头旋转，并可沿井架内安放的导轨向下送进的钻井装置，可完成井下钻柱旋转、循环钻井液、钻杆上卸、起下钻、边起边下转动等操作。因该装置在钻机的游动滑车之下，驱动的位置比原转盘位置要高，所以称之为顶部驱动钻井装置。
顶部驱动钻井装置可接立根（三根钻杆组成一根立柱）钻进，省去了转盘钻井时接卸方钻杆的常规操作。同时，减轻了工人的劳动强度，减少了操作者的人身事故。使用顶部驱动钻井装置钻井时，在起下钻具的同时可循环钻井液、转动钻具，有利钻井中井下复杂情况和事故的处理，对深井、特殊工艺井的钻井施工非常有利。我国石油机械企业也在此方面作了很多工作。
1993年，国内开始了顶部驱动钻井装置的研究工作，1996年完成了顶部驱动钻井装置样机的台架试验。1997年，宝鸡石油机械厂生产出了DQ60D型顶部驱动钻井装置，在塔里木油田钻井队使用后，现已批量生产。
2008年，由中国石油钻井工程技术研究院北京石油机械厂研制的国内首台DQ40Y液压顶部驱动钻井装置，在位于冀东5号人工岛的渤海钻探50666钻井队一次调试成功，并从2700米开始实施这口井的三开钻井作业，先后完成钻水泥塞、钻进、造斜、取心等作业。现场应用表明，DQ40Y液压顶部驱动钻井装置满足了4000米钻机的使用要求。这是国内首次研制成功的DQ40Y液压顶部驱动钻井装置，填补我国较大功率液压顶驱研制方面的空白。
2009年3月，辽河油田天意公司完成了DQ－30LHTY－Z直驱顶驱样机装配和各项调试试验工作，试验结果表明，各项技术指标达到设计要求。DQ－30LHTY－Z直驱顶驱是我国第一台适用于2000米钻机、车载钻机及修井机，并拥有自主知识产权的直驱顶驱装置。它从根本上解决了普通顶驱在齿轮传动、密封和润滑等方面的问题，大大提高了现场操作的可靠性。这是中国首台直驱顶部驱动钻井装置，标志着集团公司顶驱制造技术达到国际领先水平。
2009年12月，由渤海装备公司石油机械厂和中国石油勘探开发院共同研制的“DQ20Y1顶部驱动钻井装置”在北京通过集团公司技术鉴定，经过现场两台样机4口井应用证明，该装置能满足与2000米以下的各类钻机及修井机的配套要求，主要性能指标达到国际先进水平。
目前，深井钻机配置顶驱已经成为常规装置，在中浅井钻机或修井机上配备小型顶驱正在成为一种必然趋势。