隨著全球能源需求的不斷增長，油氣勘探 與 開 發 勢 頭 迅猛，定向井、水平井、大位移井和分支井等占據著相當大的市場比例，為了應對日益增長的鉆井活動，服務公司都在為油氣井鉆探提供新工具，擴展他們打定向井、水平井和大位移井的能力，打出平滑順暢的井眼軌跡，優化井身結構，提高油氣井產量。當今，定向鉆井市場在 RSS 需求與服務方面呈現出高速增長的勢頭。世界首個旋轉導向 RSS 系統誕生于上世紀 80 年代末。
 
在德國南部的陸上深井鉆井項目中出現了垂直鉆井系統。系統包含一個近鉆頭井斜傳感器、一個井下微處理器、鉆頭上方扶正器上的轉向筋；系統原理為閉環控制。1993 年，Agip S.p.A. 與貝克休斯共同開發了旋轉閉環控制系統。1997 年，BP 公 司 采 用 Camco公司（后被斯倫貝謝收購）的旋轉 導 向 打 成 了 第 一 口 位 移 超 過10km 的大位移井。
 
鉆井利器
 
地 面 控 制 定 向。100% 全鉆 柱 旋 轉； 鉆 進 期 間 可 以 下 傳Downlink 指令；鉆頭在或未在井底都可下傳指令；采用泥漿排量或地面控制鉆桿轉速都可以下傳指令；從直井段開始造斜，造斜、降斜、改變方位——獲得三維井眼軌跡；開窗側鉆打水泥塞或不打水泥塞都可以開窗側鉆；長 半 徑 至 中 半 徑 造 斜， 可 打 出18°/30m 的造斜率；大位移井鉆井應用。機械鉆速高。100% 鉆柱旋轉有效傳送井底鉆壓，旋轉鉆進機械鉆速遠遠大于滑動鉆進機械鉆速。
 
降低壓差卡鉆風險。采用泥漿馬達滑動鉆進時，馬達以上的鉆具不旋轉；采用旋轉導向鉆進時，全鉆柱始終旋轉（有些 RSS 系 統 有 非 旋 轉 外 筒； 有些 RSS 系統所有的外部組件全旋轉。井斜超過 30°，高轉速連續旋轉，井眼凈化明顯改善。井眼上部截面泥漿流速積極；巖屑和鉆桿堆躺在井眼下部（見圖 3），需要機械攪拌使巖屑隨泥漿流動。
 
典型的地面轉速。泥漿馬達鉆 具 組 合：50~60 RPM（ 轉 數／每分鐘），最高至 80 RPM；旋 轉 導 向 鉆 具 組 合：100~200RPM。井眼質量明顯改善。采用泥漿馬達鉆具組合鉆進，井徑擴大，見圖 4 左圖；采用泥漿馬達滑動鉆進易產生微狗腿；馬達鉆進產生不均勻、擴徑、螺旋井眼，見圖 4 右上；采用 RSS 鉆進，井眼圓滑、通徑，見圖 4 右下?？朔R達鉆具組合滑動鉆進時鉆桿壓彎現象見圖 5。嚴重傾斜地層順利實現垂直鉆井見圖 6。
 
國際品牌
 
目 前 全 球 市 場 上 RSS 主 要有 如 下 品 牌： 貝 克 休 斯 公 司 的Auto Trak 系 列； 斯 倫 貝 謝 公司 的 Power Drive 系 列； 哈里 伯 頓 公 司 的 Geo-Pilot 系列； 威 德 福 公 司 的 Revolution系 列；TerraVici 鉆 井 公 司 的TerraVici 系 列； 國 民 油 井 的VDT 垂直鉆井工具；陀螺數據東半球的 Well-Guide 系列；APS的 SureSteer 系列。
 
從以上品牌可以看出，幾乎全部是美國鉆井技術服務公司的產品，這些品牌統治著全球旋轉導向系統的技術應用與服務。目前全球市場上的旋轉導向系統按導向方式分主要分為四種模式。推靠式：鉆具旋轉期間，通 過 工 具 上 3~4 個 襯 墊 或 推 進塊，向希望鉆進的相反方向推靠井壁，反作用力使井底鉆具及鉆頭改變方向，實現全鉆柱旋轉導向鉆進。
 
指向式：鉆具旋轉期間，將鉆頭轉軸偏離工具殼中心軸線，指向希望的方向，實現全鉆柱旋轉導向鉆進?；旌鲜剑恒@具旋轉期間，在采用推靠機制的工具筒內將鉆頭轉軸偏離工具中心軸線，使鉆頭鉆進方向同時獲得兩種方式的調向，實現全鉆柱旋轉導向鉆進，這種方式的造斜率通常比上述單一方式的要高。連續比例式導向：三個精密控制的襯墊或推進塊保持一種連續呈比例的導向矢量，實現襯墊連續推靠而非間斷推靠，實現全鉆柱旋轉導向鉆進。
 
旋轉導向主要有以下幾種概念性原理：指向式、推靠式、混合式和連續比例式。指向式旋轉導向采用與彎殼體馬達相同的原理，采用一個固定傾斜的井底工具，見圖 7，通常彎殼體位于工具管內，所以它能在鉆柱旋轉時調整鉆頭軸的方向，調向希望的鉆進方向。
 
指向式旋轉導向易打出螺旋、超出鉆頭通徑的井眼，一般要求使用長量規鉆頭，目的是盡量消除螺旋鉆進，將井眼鉆的更直、更圓潤、更順暢。推靠式旋轉導向　采用 3~4個導向襯墊或推進塊，以一個“推/ 停推”周期或一個很短的時間段讓推進塊推靠井壁，使鉆具偏離井筒軸向，鉆出一個有角度和一定造斜率的曲線井眼；推靠式導向對鉆頭施加側力，將鉆頭推靠向井壁一側，達到改變井眼方向的目的，實現要求的井眼軌跡；推力可以是泥漿液動力，也可以是某種機械力。
 
推靠式導向有一定的缺陷，如果出現井眼井徑不規則或凹凸不均勻，推靠的效果就會不理想，因此打出的井眼軌跡就會不理想，見圖 8。一般來說，大多數旋轉導向要么采用指向式，要么采用推靠式，實現全鉆柱旋轉鉆進時造斜、降斜，8½-in 規格的旋轉導向一般造斜率能達到 6~8°。
 
指向式旋轉導向造斜率一般略高于推靠式旋轉導向?；旌鲜叫D導向　是一種同時采用指向式和推靠式兩種理念的旋轉導向，因此被稱作混合式旋轉導向系統。這種類型的旋轉導向打出的井眼通常造斜率高于單一的指向式或推靠式旋轉導向，但原理和制造工藝也更復雜，當今高造斜率旋轉導向系統許多都采用混合式原理研發而成。
 
連續比例導向機制出自于貝克休斯公司。一般的指向式和推靠式旋轉導向，由于都采用的是“導向 / 停止導向”這種周期性變化，與傳統的導向馬達方式非常類似。與馬達方式相比，旋轉導向唯一的優勢就是鉆進過程中全鉆柱旋轉。指向式系統依靠工具內的偏置機構在“導向周期內”讓鉆頭向著希望的鉆進方向傾斜；而推靠式系統依靠襯墊推靠井壁向鉆頭鉆具施加推力來實現鉆頭轉向。通常，某一時刻只有一個襯墊在工作或推井壁。
 
這兩種方式的旋轉導向由于都存在“導向 / 停止導向”周期，因此，鉆 出 的 井 眼 都 存 在 一 定 程 度 的“微扭曲或微狗腿”，這對后續鉆井、下套管及完井作業會帶來負面影響。貝克休斯的“連續比例導向機制”通過連續控制安裝在一個低速旋轉套筒上三個獨立襯墊的壓力實現鉆頭鉆具轉向，這種方法不存在襯墊的“導 / 停”周期，實現連續導向；這種連續比例式導向確保了更精確和更一致的鉆頭方向控制，連續比例式旋轉導向能提供更平滑、與鉆頭量規更一致、井眼定位更精確、鉆進速度更快、更可靠的井眼軌跡和鉆井性能。
 
相比指向式和推靠式旋轉導向，井眼扭曲度或微狗腿可縮減 4~6 倍。圖 9 是采用高分辨率測井測得的 3 口鄰井井眼扭曲度的對比，從對比中可以明顯看出，連續比例導向方法鉆出的井眼質量明顯優于指向式和推靠式導向方法。
 
斯 倫 貝 謝 公 司 旋 轉 導 向系 列 大 都 采 用 混 合 式 原 理， 即Hybrid-point-the-bit或 Hybridpush-the-bit， 也 有 幾 種 產 品采 用 的 是 指 向 式 point-the-bit 原理。
 
哈里伯頓公司幾乎所有的產品都采用指向式 Point-the-bit 導向原理，最高造斜率可達 14~15°/100ft ，一般的為8~10°/100ft。貝克休斯公司旋轉導向系列采用的都是連續比例導向原理。威德福公司旋轉導向系列大都采用指向式原理。