随着全球能源需求的不断增长，油气勘探 与 开 发 势 头 迅猛，定向井、水平井、大位移井和分支井等占据着相当大的市场比例，为了应对日益增长的钻井活动，服务公司都在为油气井钻探提供新工具，扩展他们打定向井、水平井和大位移井的能力，打出平滑顺畅的井眼轨迹，优化井身结构，提高油气井产量。当今，定向钻井市场在 RSS 需求与服务方面呈现出高速增长的势头。世界首个旋转导向 RSS 系统诞生于上世纪 80 年代末。
 
在德国南部的陆上深井钻井项目中出现了垂直钻井系统。系统包含一个近钻头井斜传感器、一个井下微处理器、钻头上方扶正器上的转向筋；系统原理为闭环控制。1993 年，Agip S.p.A. 与贝克休斯共同开发了旋转闭环控制系统。1997 年，BP 公 司 采 用 Camco公司（后被斯伦贝谢收购）的旋转 导 向 打 成 了 第 一 口 位 移 超 过10km 的大位移井。
 
钻井利器
 
地 面 控 制 定 向。100% 全钻 柱 旋 转； 钻 进 期 间 可 以 下 传Downlink 指令；钻头在或未在井底都可下传指令；采用泥浆排量或地面控制钻杆转速都可以下传指令；从直井段开始造斜，造斜、降斜、改变方位——获得三维井眼轨迹；开窗侧钻打水泥塞或不打水泥塞都可以开窗侧钻；长 半 径 至 中 半 径 造 斜， 可 打 出18°/30m 的造斜率；大位移井钻井应用。机械钻速高。100% 钻柱旋转有效传送井底钻压，旋转钻进机械钻速远远大于滑动钻进机械钻速。
 
降低压差卡钻风险。采用泥浆马达滑动钻进时，马达以上的钻具不旋转；采用旋转导向钻进时，全钻柱始终旋转（有些 RSS 系 统 有 非 旋 转 外 筒； 有些 RSS 系统所有的外部组件全旋转。井斜超过 30°，高转速连续旋转，井眼净化明显改善。井眼上部截面泥浆流速积极；岩屑和钻杆堆躺在井眼下部（见图 3），需要机械搅拌使岩屑随泥浆流动。
 
典型的地面转速。泥浆马达钻 具 组 合：50~60 RPM（ 转 数／每分钟），最高至 80 RPM；旋 转 导 向 钻 具 组 合：100~200RPM。井眼质量明显改善。采用泥浆马达钻具组合钻进，井径扩大，见图 4 左图；采用泥浆马达滑动钻进易产生微狗腿；马达钻进产生不均匀、扩径、螺旋井眼，见图 4 右上；采用 RSS 钻进，井眼圆滑、通径，见图 4 右下。克服马达钻具组合滑动钻进时钻杆压弯现象见图 5。严重倾斜地层顺利实现垂直钻井见图 6。
 
国际品牌
 
目 前 全 球 市 场 上 RSS 主 要有 如 下 品 牌： 贝 克 休 斯 公 司 的Auto Trak 系 列； 斯 伦 贝 谢 公司 的 Power Drive 系 列； 哈里 伯 顿 公 司 的 Geo-Pilot 系列； 威 德 福 公 司 的 Revolution系 列；TerraVici 钻 井 公 司 的TerraVici 系 列； 国 民 油 井 的VDT 垂直钻井工具；陀螺数据东半球的 Well-Guide 系列；APS的 SureSteer 系列。
 
从以上品牌可以看出，几乎全部是美国钻井技术服务公司的产品，这些品牌统治着全球旋转导向系统的技术应用与服务。目前全球市场上的旋转导向系统按导向方式分主要分为四种模式。推靠式：钻具旋转期间，通 过 工 具 上 3~4 个 衬 垫 或 推 进块，向希望钻进的相反方向推靠井壁，反作用力使井底钻具及钻头改变方向，实现全钻柱旋转导向钻进。
 
指向式：钻具旋转期间，将钻头转轴偏离工具壳中心轴线，指向希望的方向，实现全钻柱旋转导向钻进。混合式：钻具旋转期间，在采用推靠机制的工具筒内将钻头转轴偏离工具中心轴线，使钻头钻进方向同时获得两种方式的调向，实现全钻柱旋转导向钻进，这种方式的造斜率通常比上述单一方式的要高。连续比例式导向：三个精密控制的衬垫或推进块保持一种连续呈比例的导向矢量，实现衬垫连续推靠而非间断推靠，实现全钻柱旋转导向钻进。
 
旋转导向主要有以下几种概念性原理：指向式、推靠式、混合式和连续比例式。指向式旋转导向采用与弯壳体马达相同的原理，采用一个固定倾斜的井底工具，见图 7，通常弯壳体位于工具管内，所以它能在钻柱旋转时调整钻头轴的方向，调向希望的钻进方向。
 
指向式旋转导向易打出螺旋、超出钻头通径的井眼，一般要求使用长量规钻头，目的是尽量消除螺旋钻进，将井眼钻的更直、更圆润、更顺畅。推靠式旋转导向　采用 3~4个导向衬垫或推进块，以一个“推/ 停推”周期或一个很短的时间段让推进块推靠井壁，使钻具偏离井筒轴向，钻出一个有角度和一定造斜率的曲线井眼；推靠式导向对钻头施加侧力，将钻头推靠向井壁一侧，达到改变井眼方向的目的，实现要求的井眼轨迹；推力可以是泥浆液动力，也可以是某种机械力。
 
推靠式导向有一定的缺陷，如果出现井眼井径不规则或凹凸不均匀，推靠的效果就会不理想，因此打出的井眼轨迹就会不理想，见图 8。一般来说，大多数旋转导向要么采用指向式，要么采用推靠式，实现全钻柱旋转钻进时造斜、降斜，8½-in 规格的旋转导向一般造斜率能达到 6~8°。
 
指向式旋转导向造斜率一般略高于推靠式旋转导向。混合式旋转导向　是一种同时采用指向式和推靠式两种理念的旋转导向，因此被称作混合式旋转导向系统。这种类型的旋转导向打出的井眼通常造斜率高于单一的指向式或推靠式旋转导向，但原理和制造工艺也更复杂，当今高造斜率旋转导向系统许多都采用混合式原理研发而成。
 
连续比例导向机制出自于贝克休斯公司。一般的指向式和推靠式旋转导向，由于都采用的是“导向 / 停止导向”这种周期性变化，与传统的导向马达方式非常类似。与马达方式相比，旋转导向唯一的优势就是钻进过程中全钻柱旋转。指向式系统依靠工具内的偏置机构在“导向周期内”让钻头向着希望的钻进方向倾斜；而推靠式系统依靠衬垫推靠井壁向钻头钻具施加推力来实现钻头转向。通常，某一时刻只有一个衬垫在工作或推井壁。
 
这两种方式的旋转导向由于都存在“导向 / 停止导向”周期，因此，钻 出 的 井 眼 都 存 在 一 定 程 度 的“微扭曲或微狗腿”，这对后续钻井、下套管及完井作业会带来负面影响。贝克休斯的“连续比例导向机制”通过连续控制安装在一个低速旋转套筒上三个独立衬垫的压力实现钻头钻具转向，这种方法不存在衬垫的“导 / 停”周期，实现连续导向；这种连续比例式导向确保了更精确和更一致的钻头方向控制，连续比例式旋转导向能提供更平滑、与钻头量规更一致、井眼定位更精确、钻进速度更快、更可靠的井眼轨迹和钻井性能。
 
相比指向式和推靠式旋转导向，井眼扭曲度或微狗腿可缩减 4~6 倍。图 9 是采用高分辨率测井测得的 3 口邻井井眼扭曲度的对比，从对比中可以明显看出，连续比例导向方法钻出的井眼质量明显优于指向式和推靠式导向方法。
 
斯 伦 贝 谢 公 司 旋 转 导 向系 列 大 都 采 用 混 合 式 原 理， 即Hybrid-point-the-bit或 Hybridpush-the-bit， 也 有 几 种 产 品采 用 的 是 指 向 式 point-the-bit 原理。
 
哈里伯顿公司几乎所有的产品都采用指向式 Point-the-bit 导向原理，最高造斜率可达 14~15°/100ft ，一般的为8~10°/100ft。贝克休斯公司旋转导向系列采用的都是连续比例导向原理。威德福公司旋转导向系列大都采用指向式原理。