新型低碳能源和二氧化碳储存需要深井钻井技术，这面临降低成本（或提高效率）及钻井更加经济的挑战。钻井施工技术的最新发展显示了提高效率的巨大潜力，作业者能使用新工具，为低碳未来创造价值。
 
图1钻井施工的主要方法即采用设置PDC复合片的钻头
大约30年前，PDC钻头（图1）开始主导油田的钻井作业，牙轮钻头和金刚石孕镶钻头虽仍在使用，但效率低得多。PDC钻头最显著的进步来自脱钴工艺，这不仅能强化PDC复合片的结构，还能提高其耐磨性。PDC钻头的切削性能优异，选择一定数量的刀翼能重复破岩，稳定的轴向参考对破岩效率至关重要；而钻柱沿其长度的不同位置同时受到压力和张力，此轴向变化也会对PDC钻头产生负面影响，但在深井钻井中，该方法仍优于其它方案。                       
深井钻井系统非线性动力学及控制就相关物理学建立了共同参考，这主要围绕数学模型来制定，研究了切削性能与长钻柱的配套问题，相关的数学模型（图2）反映了多个方向的振动。比如，钻柱在扭转方向比轴向方向更柔软，扭转振动相对更慢。通常扭转振动或粘滑通过随钻测量系统传递到地面。轴向不稳定可能来自钻头刀翼的后部、钻杆或地面制动操作的压力脉冲，且不易测量。轴向方向滑动循环的初动严重影响了钻头的切削性能，作用在硬材料上载荷的细微变化也会阻碍钻头进尺。
 
图2基本模型的输入示例。通过两个方向的弹簧常量来模拟钻柱本身：K、C及阻尼D
钻头配套长钻柱使用时，钻压越高，钻速越快，但会增加轴向振幅。机械钻速最终会停止响应更高的钻压。在该点（起始点）增加钻压会导致钻头因过热而快速磨损。钻井泥浆的良好润滑是解决该情况的关键，且对PDC钻头的性能至关重要。现在用数学术语定义了该问题，有可能在该系统内增加控制算法，或在实际操作中增加调节装置来消除轴向不稳定及其导致的低效率。
2005年，挪威的Tomax公司介绍了一种位于钻杆和PDC钻头之间的调节装置，其目的是为了防止严重的扭转粘滑，粘滑会导致井下工具的高滞动成本。其推出的新型调节装置可用作防粘滑工具（AST）；无论钻压（起扭矩的功能）增加还是减小，其内部的传动装置可使AST工具改变长度。
AST工具的对比试验对粘滑产生了预期效果。该技术提高了钻井效率，减少了钻头磨损。第一年公布的数据引起壳牌Rijswijk研究中心的兴趣。在壳牌的要求下，埃因霍温理工大学将AST工具的原理运用于其现有的钻柱数学模型，并对输出与基准做了比较。
通过验证模型研究了AST工具对轴向滑动循环的影响细节，这包括提高效率及减少磨损：AST算法确实会干扰载荷循环的相对时间。时间转移大幅降低了摩擦损失，更多的能量可用来切削岩石。首次结果显示效率提高了30%至40%，减少摩擦可使耐用性提高两倍。              
对该模型进行更详细的描述：比如已使用并分析轴向阻尼、井壁摩擦及偏差，输出结果用来改进工具。AST工具得到了广泛认可，比如大西洋的深水作业和美国页岩油气田。在过去五年内，AST工具的使用逐年增加，成为增长最快的钻井新技术。
目前，二叠纪盆地一半以上的旋转导向作业均使用了AST工具。Cimarex公司分享了其2018年的内部统计数据，该报告基于68口井，显示AST工具影响了钻头的耐用性：AST工具投入使用后，进尺超过3000英尺（1000米）的钻头数量增加了四倍。   
  为获得AST工具在单井的使用信息，2020年，Tomax公司在现场使用了基于微电子的新解决方案，该系统记录了AST工具的现场使用载荷，即中心螺旋的转换能量。记录的数据对验证价值（包括工具及优化钻头的选择）非常有用。
2021年初夏，Tomax公司现场使用了带弹簧变位特征的AST工具，作业者将其与最具攻击性的钻头配套使用。使用的井眼是一口评价井，井斜较小。该钻井系统打破了挪威大陆架所有井段的钻速记录。钻头在24小时内穿越了数个地质年代，垂直深度达2000米，且PDC钻头的磨损极小，钝钻头分级为0-0-IN。结果表明：与刚性系统相比，钻井效率相当于平均日进尺提高了两倍。