科学超深井的主要施工目标位：最大井深13000m；终孔直径≥152mm，岩心直径≥70mm；全孔取心比例为5%；地层初步按照6000m以浅为沉积岩、6000m以深按照结晶岩计算；最高井温为400℃。
超深孔钻探施工面临一系列技术挑战，其中孔底的高温高压环境、细长的钻杆柱-孔壁复合系统是不可避免的难题。由于钻杆柱超长会造成摩阻力和功率损耗巨大，往往会超过钻探设备和钻杆本身的极限能力，地表驱动方式的可行性和可靠性极差，因此，采用孔底动力驱动钻进和取心方法是必然的选择，主要难题及其成因分析如下。
1.1.1 超深井地表设备驱动可靠性差
超深井使用具有较大钩载能力和驱动能力的超深井钻机，其目的是提升具有大载荷的套管和钻柱，并驱动钻柱使地表能量传递到井底。超深井设备除解决卡瓦压碎、较大的提升能力，以及轻质高强度钻杆等问题外，地表的驱动难以通过钻柱传递到井底也是一大问题。
在超深井工况下，原本刚性的钻柱不再是刚体，而为弹性体，在轴向载荷的作用下产生轴向振动，而面对地表转盘或顶驱的驱动使钻柱成为扭簧，同时，钻柱与井壁也会产生巨大的摩阻，地表的驱动能量在扭簧和摩阻的双重消耗下难以到达井底，且产生较大的钻头动作延迟。
1.1.2 井底高温高压环境
一般情况下，随着井深的增加，工作量大、施工时间长，井底逐渐出现高温、高压、出现气体、腐蚀等问题，严重影响了钻探与钻井施工的进行。主要容易发生的问题如下：高温下橡胶件、密封件出现高温脱硫或高温碳化、老化失效；高温下管柱的温度效应显著，伸缩变形量大，发生应力断裂；高压下井下工具发生变形、破裂、断裂；管柱受高压作用及压力波动的影响，发生漏失和脱扣；气体侵入泥浆，压缩性变强，改变密度，钻井时引起循环井漏、停泵溢流，也容易造成井喷；高温高压下泥浆密度发生变化，处理不当，易引起失控；泥浆密度高、机械转速低，造成套管磨损严重；高压容易造成泄露，或者控制不当使套管憋爆。
因此，超深井井底的高温高压环境对深入孔底的钻具（包括钻头、动力钻具、钻柱及其他部件）、泥浆、孔壁的稳定性与钻孔安全等产生巨大的影响，对动力钻具，其部件中含有的橡胶件和非金属件将在高温下产生严重的变形和损坏，高压工况也会对动力钻具局部部件的密封和强度产生较大影响。