随着油气勘探开发的深入发展，油气井越来越深，井身结构也越来越复杂，这就给井眼轨迹控制提出了更高标准和更精确的要求。截至2021年，世界上油气井的最大垂直深度已达到12262米，最大井深已达到15000米左右；井型从早期的直井发展到定向井、大斜度井、水平井、分支井、大位移井和鱼骨井等。这就要求在钻进的过程中，实施卓有成效的轨迹控制，以保证钻头能够按照井眼轨道设计顺利地钻达目的层中的“靶区”。
火箭、导弹等飞行器在空中飞行时，需要地面轨道测控人员对其进行必要的姿态控制。同理，钻井人员对地下几千米的钻头也需要进行轨道监控。而监控的首要环节就是要及时了解和掌握钻头和井眼的各种信息，包括工程参数和地质参数，并将这些信息及时上传给地面的工作人员，以便进行监督和控制决策。在油气钻井技术中，完成这一任务的仪器就是随钻测量系统，简称MWD，即在钻井的过程中实施参数测量与传输。随钻测量系统的应用相当于给钻头装上了“火眼金睛”。
随钻测量系统是在早期的氢氟酸瓶、单点测量仪、有线随钻测量系统的基础上发展起来的，和导向螺杆钻具、PDC钻头一起并称为“水平井这一革命性技术”的三大基础之一。
随钻测量系统是机电液一体化系统，具有井下多参数测量和向地面数据传输的功能。中国自行研制的CGMWD由地面系统CGMWD－MS和井下仪器CGMWD－MD组成，二者通过钻柱内钻井液的压力脉冲信号进行通信，并协调工作，实现对钻井过程中井下工具的状态、井下工况及有关测量参数的实时监测。
井下仪器CGMWD－MD由正脉冲发生器、驱动控制器短节、电池筒短节、定向仪短节和总线控制器短节构成。地面系统CGMWD－MS由地面传感器、前端接收机及地面信号处理装置、主机及外围设备与相关软件组成，负责接收和采集井下仪器上传的钻井液压力脉冲信号，并对采集的信号进行滤波降噪、检测识别、解码及显示和存储等处理，而后将解码后的数据送向司钻显示器供定向工程师应用。简言之，内装多种传感器的定向仪短节是“眼睛”，驱动控制器和总线控制器是“大脑”，钻井液脉冲发生器是“心脏”，电池筒是“动力”，钻柱是“神经”，地面系统是“翻译”，各司其职，共同完成井下参数测量、信息上传和人机交互。
随钻测量系统系统的优点在于它能够在钻具滑动、旋转的工况下工作，因而可提高钻井效率。根据传输信号的方式和介质不同，随钻测量系统可分为钻井液脉冲式和电磁波传输式。钻井液脉冲式的传输原理是由驱动控制器按照一定的数据序列编码驱动脉冲发生器产生相应动作，对钻柱内的钻井液作用以形成载波，上传到地面并被传感器接受；而电磁波EMMWD的测量信息是以电磁波载波的方式通过地层实现上传的。
钻井液脉冲传输式MWD又因脉冲发生器的结构和原理不同分为负脉冲、正脉冲和连续波，其数据传输速率（字节/秒）一般为：负脉冲小于1字节/秒，正脉冲3～5字节/秒，连续波6～12字节/秒。
MWD测量的参数一般为工程参数，包括井眼几何参数（井斜角、方位角和工具面角）、工艺参数（钻压、扭矩、温度）和系统自身参数（振动、电源状态），其中几何参数测量是最基本的要求。常规的MWD通常不包括地质参数的测量。以MWD为基础加上地质参数（电阻率、自然伽马、中子孔隙度、岩石密度等）测量的随钻测量系统称为随钻测井系统，简称为LWD（LoggingWhileDrilling），它是MWD技术的进一步发展。
随钻测量系统是现代钻井技术中不可或缺的组成部分，被誉为井下信息上传的“高速公路”，其发展方向是：
（1）增设井下发电机以提供系统的电力要求；
（2）提高系统的抗温能力以满足钻井深度不断增加的需要；
（3）提高信息上传的速率以满足多参数实时上传和井底成像的要求。
此外，常用的钻井随钻测量系统还有电子单多点测斜仪、有线随钻测斜仪、随钻陀螺测试仪（简称GMWD）、随钻井底环空压力测量仪（简称APWD）、随钻地层测试系统（简称FTWD）、自动垂直钻井系统（简称VDS）、旋转导向钻井系统（简称RSS）、近钻头地质导向钻井系统（简称CGDS）、随钻地震系统（简称SWD）、无线随钻钻井多动态参数测量系统（简称RMIA）、随钻核磁共振成像测井仪（简称NMR－MWD）、井下随钻诊断系统（简称DWD）、随钻无风险钻井系统（简称NDS），等等，这些仪器系统是针对不同井别与井型的复杂结构井自动化智能化钻井不可或缺的钻井利器。