在定向井、丛式井、大位移井的钻井施工时，都要根据钻井工程设计的要求，及时掌握钻头在钻进过程中的轨迹（各井深的井斜和方位），并准确地控制钻头的前进方向，最终使钻头按设计轨迹钻达目的层。为实现上述要求，我们就必须给井下的钻头安上眼睛并装上腿，这个眼睛就是井下有线测量或井下无线测量技术，这个腿就是地面可控的井下工具。井下有线测量和井下无线测量技术可以实现随时掌握钻头在井下的坐标位置，如果发现钻头偏离了原设计的轨道，就要通过地面可控的井下工具把钻头纠正到正确的方向上来。目前最先进的井下无线测量仪器是MWD和LWD，它可实现测量数据从井下自动向地面传输，经过计算机在地面处理和模拟后，在地面可改变井下可控工具的结构参数，实现对钻井井眼轨迹的控制。地面的操作指令是依靠计算机处理的，这可使人为的因素进一步减少，同时，井下可控工具的使用也减少了钻井的起下钻次数，使钻井的工作效率显著提高，钻井工人的劳动强度大大降低，这种工作方式被称为井下半闭环钻井。目前国外已有一些钻井队达到井下半闭环钻井阶段，世界上许多高难度定向井、大位移井、水平井，都是利用井下半闭环钻井技术完成的，目前我国半闭环钻井技术正处于研究和起步阶段。