中心在建设期间以实施“355”工程为核心，即建设3个实验平台，开展5项关键技术研究，实现5项工程化产品，培养一支技术领军人才队伍，形成包括国家与行业标準、发明专利等在内的一批技术成果，重点在海洋钻井装备领域取得突破，为实现我国油气长期稳定供给提供强有力的装备保障。

为了做好中心建设工作，依託单位宝鸡石油机械有限责任公司明确了管理委员会和部门职能，确定了“一部、八所、一社”固定人员规划，成立了由公司相关领导和职能部门领导组成的中心建设项目部，项目部下设总体控制组和工程技术组。项目部负责中心建设全工程的总体策划、重大问题决策、建设组织实施与监督检查等管理工作。公司多次召开专业会议，研究部署中心建设工作，并制订了中心管理委员会章程、技术委员会章程、固定人员管理办法、成果转让管理办法、智慧财产权管理办法、项目管理办法、科研经费管理办法、员工综合评价办法等12项管理制度。

中心坚持边建设、边科研的原则，确保中心建设与科研工作顺利开展。中心成立了200人的科研团队，以“开放、合作、共享”为原则，建立灵活用人、利益分享、科研服务、合作交流、绩效激励、绩效评价六大管理机制，取得了阶段性科研成果。

中心的研究方向主要是围绕国家油气勘探开发瓶颈装备研发，自动化控制技术研究，设计与计算方法研究，装备的结构原理与技术方案研究，装备材料、可靠性及寿命研究，装备工程设计与製造工艺及工艺装备技术研究，装备成套技术、试验方法及试验装备研究及装备工程服务技术研究等九个方面。

截止目前，国家油气钻井装备工程技术研究中心承担“863”等国家计画项目课题9项，其中已完成3项，在研6项，是同行业中承担国家级重大科研项目数量最多的研发机构。中心还承担全国石油钻采设备和工具标準化技术委员会钻机标準化工作部、海洋钻采设备标準化工作部标準制修订工作。中心已获得国家科技进步二等奖一项，陕西省科学技术二等奖一项。