Bei der Durchführung der Pilotbohrung wird von einer übertägig aufgestellten Horizontalbohranlage ein Bohrkopf entsprechend eines vorgegebenen Bohrprofils vorangetrieben. Die für den Bohrprozess erforderlichen Druck-/ Zugkräfte und Drehmomente werden am Bohrgerät (Rig) erzeugt und über das Bohrgestänge auf den Bohrkopf übertragen.
Zu Beginn der Pilotbohrung wird die Bohrgarnitur (BHA = Bohrkopf + 1. Bohrgestängeteil) von der Bohranlage in einem vorher festgelegten Eintrittswinkel ins Erdreich gedrückt. Dabei wird Bohrspülung durch das Bohrgestänge und den Bohrkopf gepumpt. Die Bohrgarnitur besteht entweder aus einem Bohrmeißel, dem ein Knick-Stück (Bent Sub) folgt oder aus einem Spülbohrkopf mit Steuerplatte (Jet Bit). Diese exzentrisch arbeitende Bohrgarnitur erlaubt es, Kurven zu bohren. Die Kontrolle über den lage- und höhenmäßigen Verlauf der Bohrung wird mit Hilfe eines Ortungs- und Steuerungssystemes sichergestellt. Für jede in das Erdreich gebohrte Bohrstange wird auf der Bohranlage eine weitere Bohrstange nachgesetzt und der Bohrprozess so lange zyklisch fortgesetzt, bis der Bohrkopf am Zielpunkt wieder zutage tritt.
In festeren Formationen kann der Vortrieb mechanisch durch Bewegungen des Bohrkopfes unterstützt werden.
Beim Bohren in Lockergestein (Sand, Kies, Ton etc.) erfolgt der Vortrieb (Abbau des Bodens) hydraulisch durch die Bohrspülung, die mit hohem Druck durch das Bohrgestänge und die im Bohrkopf befindlichen Düsen gepresst wird. Dabei entsteht eine hohe Jet-Energie, die den Boden löst. Der so gelöste Boden kann (in lockergelagerten Böden) zum geringen Teil verdrängt, hauptsächlich jedoch von der durch den Ringraum (zwischen Bohrgestänge und Bohrlochwand) zurückfließenden Bohrspülung zum Eintrittspunkt der Bohrung zurücktransportiert werden. Dort tritt die mit dem erbohrten Bohrklein aufgeladene Bohrspülung zu Tage.
Beim Bohren in Festgestein (Fels) muss der Vortrieb mechanisch erfolgen. Dafür wird entweder ein hydraulisch betriebener Bohrmotor eingesetzt, der das Bohrwerkzeug in permanente Drehung versetzt, ohne dass das Bohrgestänge rotieren muss. Bei kleineren Bohranlagen kann alternativ auch ein Doppelbohrgestänge verwendet werden. Dabei erzeugt das innere Bohrgestänge die zum Gesteinsabbau erforderliche Drehbewegung und das äußere Bohrgestänge wird zur Ausrichtung des Bohrkopfes für die Steuerung verwendet. Der Abtransport des erbohrten Materials erfolgt wie bei einer Lockergesteinsbohrung durch die Bohrspülung. Das Bohrwerkzeug muss in Abhängigkeit der Felseigenschaften und insbesondere in Abhängigkeit der Festigkeit des Festgesteins ausgewählt werden. Die Festigkeit aber auch z. B. die Klüftung des Festgesteins haben großen Einfluss auf die mögliche Bohrgeschwindigkeit aber auch auf die Bohrrisiken. Deshalb können die Kosten für Felsbohrungen in Abhängigkeit der Felseigenschaften sehr stark variieren.
