所谓井下动力钻具钻井就是将旋转钻井的动力放到井下，直接驱动钻头旋转，破碎岩石进行钻井作业。井下动力钻具直接连接钻头，钻井时，井下动力钻具直接带动钻头转动，而井下动力钻具上面的钻柱不发生转动，可以提高钻柱使用寿命，省去了转动钻柱的能量消耗，而且钻头钻进的方向更容易调节和控制。所以，井下动力钻具在实现井眼轨迹定向控制和快速准确中靶方面，与传统转盘钻井相比具有极大的优越性，非常适合定向钻井、水平井钻井、丛式井钻井、侧钻井等钻井作业。井下动力钻具主要有螺杆钻具、涡轮钻具和电动钻具等三种。
螺杆钻具由高压钻井液驱动，把钻井液的动能转化为机械能，是使用最广泛的一种井下动力钻具。按螺杆转子断面线型分为单头螺杆钻具和多头螺杆钻具。
螺杆钻具主要由旁通阀总成、防掉总成、螺杆总成、万向轴总成、传动轴总成五部分组成。螺杆总成由定子和转子组成，是螺杆钻具的动力部件，从截面上看，就如一个定子齿数与转子齿数差为1的行星齿轮传动。螺杆总成和传动轴之间由万向轴连接，将螺杆转子的行星运动转变为定轴转动，同时把螺杆产生的工作扭矩和转速传递给传动轴。传动轴总成则将螺杆总成的旋转动力传递给钻头，同时承受钻压所产生的轴向和径向负荷。钻进时，当循环钻井液以一定压力和流速进入螺杆钻具时，迫使螺杆转子在橡胶定子中转动，产生一定的转速和扭矩，并通过万向轴传递到传动轴和钻头上，达到钻井的目的。
涡轮钻具也是由高压钻井液驱动，但不同于螺杆钻具，涡轮钻具是叶片式。涡轮钻具主要由涡轮节、支承节、中心轴、上下连接短节等组成。涡轮节主要由与外壳相连的定子和与中心轴相连的转子组成，是涡轮钻具的工作元件，定子叶栅叶片与转子叶栅叶片弯曲方向相反。支承节则主要为TC径向轴承和推力轴承组成的轴承组。涡轮钻具相当于一台井底水力发动机，通过高压液体与定子叶片和转子叶片的相互作用，将钻井液的动能转化为带动钻头旋转破碎岩石的机械能。钻进时，当高压钻井液通过钻柱进入涡轮钻具后，钻井液顺着定子叶片的偏斜方向流出，冲击转子叶片，转子叶片在这种有力冲击下，带动中心轴和与中心轴连接的钻头旋转，破碎岩石。
不同于上述两种井下动力钻具，顾名思义，电动钻具由电力直接驱动。电动钻具不仅仅是一个工具，而是一个钻井系统。电动钻具系统包括地面动力电源及控制系统、井下电源、井下电动机、传动轴等，此外，在每个钻杆间还需要配备特殊接头（湿接头）连通地面电源与井下电动机之间动力电的传递。
井下电动钻具1937钻具种井下年源于乌克兰，20世纪50年代电动钻具使用寿命仅25～30小时，1986钻具使用寿年其平均寿命达到90小时；因其寿命短，湿接头数量多，操作麻烦，可靠性较低，使其不太普及。中国研发的8－1/2in井眼高转矩永磁同步直驱井下电动钻具，完成了先导性150米实钻试验，它是利用井下电动机驱动钻头破岩，通过有缆钻杆为井下设备/仪器传输电力，并提供信息传输双向通道，具有效率高、大数据双向实时高速通信、适用多种循环介质等优势。