20世纪20年代初，苏联成功研制出单级涡轮钻具并在石油钻探中最早采用。1926年，又研制出多级涡轮钻具。到50年代，涡轮钻具在苏联获得了迅速的发展，实施了近80%的钻井工作量。中国从50年代开始使用涡轮钻具，80年代初，成功研制了世界上最小直径（52毫米）的涡轮钻具，并开展了系列涡轮钻具的研制。世界上生产涡轮钻具的主要国家有美国和俄罗斯，涡轮钻具直径可达240毫米。

涡轮钻具工作原理是液力传动的欧拉方程。可将钻井循环介质的动能转换成机械能。涡轮钻具既可用于全面钻进，也可用于取心钻进，可应用于直井、定向井和水平井等工程。涡轮钻具主要由涡轮节和轴承系统组成。涡轮节是核心动力部件，安装有多级涡轮以提供足够的功率，每一级涡轮由一个定子和一个转子组成。涡轮一般由铸钢制造，具有很多弯曲的叶片，定子和转子的叶片形状基本一样，只是弯曲方向相反。涡轮钻具通常采用独立轴承节结构，其内部安装有止推轴承和扶正轴承，可承受轴向和径向负荷。

钻进时涡轮带动钻头旋转，钻杆可不转动，降低磨损和功率消耗。涡轮钻与螺杆钻不同，具有以下特点：①具备轴向平衡结构，成孔质量好，反扭矩小。②橡胶部件少，甚至没有，钻具耐高温。③流量不变情况下，钻压增大转速降低，输出扭矩与流量、钻井液密度和涡轮级数成正比。④涡轮钻工作时流量大、泵压高。不同特性的涡轮设计可匹配牙轮钻头、金刚石复合片钻头和金刚石钻头钻进。传统涡轮钻具有工作转速高、扭矩小等缺点，已研制出多节涡轮钻具、带减速器涡轮钻具和独立悬挂式涡轮钻具等，并采用了PDC轴承等新技术，有效地提高了涡轮钻具的工作性能和寿命。