为了确定地质构造和进行地球物理测量，必须知道岩心在空间的实际方位。最基本的方法是利用定向技术（孔口定向或孔内仪器定向）将内径带有刻刀的钻头下入孔内到岩心柱顶部，在孔内未断根的岩心表面刻上已确定方向的标记，取出岩心后通过测量和计算，就可得到刻有标记岩心的实际方位。如果用配有孔内照相仪和内管带有刻刀的钻具钻进，则可将步骤简化，在岩心上刻出定向标记后，照相机在定时器的控制下一次即可拍照出孔底孔段的方位角和顶角。国外已用井下成像、地面扫瞄器做岩心定向。

水平井钻井技术在国内得到迅速发展。同时也推进了水平井定向取心工艺的发展，可靠先进的水平井取心技术和定向系统的发展，可以显着提高地层评价及採集相关地质信息。水平岩心为直接调查岩相和储层非均质性的横向变化以及垂直裂缝的间距提供了第一手资料，对研究地层分布很有意义。

国内定向井取心钻井方法常用的有2种：一种是常规的转盘旋转钻井取心方法，另一种是井下马达驱动钻井取心方法；还有一种取心方法是前两种方法的综合，相当于马达、绳索取心二合一钻井方法。其基本方法是利用地面钻机和全径钻进钻柱，用常规的转盘旋转钻井方法钻完垂直井段、造斜井段及水平段的初始井眼。然后，为了取心钻进，提出全径钻进钻柱，卸下钻头，再下入到井内，随后，将马达、岩心筒及加桿组成的取心钻具组合通过全径钻进钻柱下入到已钻的水平井段的初始井眼，并通过一个特殊的接头连线在全径钻进钻柱的自由端，最后由井下马达驱动钻进取心。当达到每个行程取心的最大长度时，用钢丝绳打捞工具通过全径钻进钻柱将取心钻具组合鬆开，并提出到地面取出岩心。

如需要继续取心，在取心钻具组合上部分再连线一加长桿，并按上述的的方法下入和连线，进行第二次钻进取心。採用这种方法的优点是：在取心钻进，全径钻进钻柱一般不旋转，取心钻头由下部的螺桿马达驱动，这样可大大降低钻柱因旋转产生的磨损，也可将钻柱转矩的传递功率减少最小。最突出的优点是，取岩心时，不需要将整个钻柱提出井眼，只需要提出取心钻具组合即可，达到连续取心的效果，节约取心时间，降低取心钻进费用。

定向井取心繫统按曲率半径长短可分为2种：一种是中、长曲率半逕取心繫统;另一种是短曲率半逕取心繫统。

中、长曲率半逕取心繫统是在常规取心筒的基础上稍做改进而成的，改进的部件主要是安全接头、旋转总成、岩心筒和取心钻头等。取心长度也较长，石油部门有的甚至达到9 m。短曲率半逕取心繫统採用特殊设计的岩心筒，长度较短，曲率半径只有6～12 m。为了使取心钻具组合能顺利通过曲率半径较小的井段，把岩心筒和铰接钻铤连线在一起下入井内，而且必须採用马达进行动力驱动。我国在短曲率半径曲率系统方面基本处于空白。

国内大庆、胜利、辽河及四川油田都已开发研製了定向井取心工具。这些取心工具大多是在常规取心工具基础上进行改进的。改进方面：一是在内岩心筒上下端加装滚柱轴承，以保证内筒中心线能在不同曲率半径的水平井内，始终和取心钻头喉道中心线重合，保证岩心顺利进入内筒；二是减短整个岩心筒的长度或者给外筒上下部加装扶正器，以充分保证岩心筒在水平井作业时的稳定性和刚性。

四川石油管理局钻采工艺研究所研製成功了2种系列的定向井取心工具。一种是JQX系列定向井取心工具，该工具适用于大斜度定向井取心。其结构特点是在常规取心筒中，增加了内筒支撑机构，从而使岩心筒在倾斜较大的条件下，无论外筒怎样倾斜，内筒都能始终处于外筒中心，不随外筒旋转，能有效地保护岩心，不但能保证取心筒的正常工作，而且能获得较高的岩心採取率。另一种是DQX系列钻具定向井取心工具，该系列的结构特点是：在取心钻头喉道以上以定向岩心爪代替了常规自锁式岩心爪;在常规取心工具的旋转总成和安全接头以上接入装有多点测斜仪的无磁钻铤。其原理是：当定向取心钻进时，在岩心表面形成标记槽，同时用多点照相测斜仪随钻测量必要的参数，最后用复位实测法或计算机计算分析出地层和裂缝的产状要素，例如倾角、倾向、走向等。

比较成熟的定向井取心工具还有胜利石油管理局研製成功的SP - 8100型水平井取心工具和D -8100型水平井取心工具。该工具由取心钻头、悬挂总成、锁紧接头、伸缩机构和岩心筒等5 个部分组成。其结构特点是：採用液力推进、机械上提并存结构，实现了取心钻进完毕割心上提内筒的目的。这一结构能在软地层和未固结砂岩地层中使用，而且在中硬和硬地层也同样能使用，且能确保在起钻过程中不掉心。内筒採用台阶悬挂结构，克服了软地层常规工具销钉悬挂内筒容易出事的弊端。在台阶悬挂处设计有锁紧装置，不仅能避免工具内筒在下钻和取心钻进过程中上窜，而且能保证割心时顺利提起内筒。内筒总成採用两点扶正，即内筒中间设计有扶正轴承短节，在钻头腔内设计有滚柱扶正轴承，保证在水平井、斜井段中内筒居中，实现双筒单动，有利于岩心进入，提高岩心採取率。

1.国内在短曲率半径水平井取心方面尚属于空白,可以研製特殊的双筒岩心筒,研製铰接接头增大钻铤的弯曲度。

2.发展绳索取心、井底马达驱动水平井连续取心技术。

3.将水平定向取心技术和岩心定向技术充分地揉合,确定水平岩心的各项岩心指标,可以收到减少钻探工作量,加快勘探速度,降低勘探成本,提高準确性的效果。