自上世纪 90 年代末以来，旋转导向系统（RSS）已使钻井技术实现了革命性突破，对定向钻井能钻多远（多长的水平位移）给出了新的定义。大位移钻井、分支井和深水钻井已进入新的高效能阶段，井位布局更加密集，井眼轨迹更加接近，油层开发进入到更高的净增长阶段。然而，在目前普遍 6.5° /30m 造斜率的情况下，常常迫使油气开发商因造斜率限制不得不改变计划，更改设计以适应受限的造斜率。
 
高造斜率旋转导向系统成功研发
 
页岩钻井的兴起将旋转导向系统带入一个更高水平的开发阶段，在保持现有租赁价格的前提下，还要钻出最长的斜深，作为回应这种需求，一种新的造斜率在 15° / 30m 的旋转导向系统RSS 被研发成功。在一些井的钻井作业中，新开发的 RSS 系统可一次下井钻完垂直段、造斜段和水平段。新旋转导向系统（RSS）对筒体进行了改进，使其井壁接触面更长，其更短的三点几何形体设计，能打出更短半径或更高曲率的造斜井段。
 
石油公司在传统定向作业的过程中已经体会到了高造斜率的好处。在一些定向钻井作业中，高造斜率钻曲线段就意味着减少钻井进尺，避免某些复杂地层的定向作业，节省时间和成本。此外，高造斜率钻井能力也意味着在地质构造或地层发生变化时也能取得更快的钻井速度。
 
贝克休斯开发的 AutoTrakeXact 高造斜率旋转导向系统主要用于传统的钻井市场，在那些需要高造斜率同时还要采集 LWD 数据的区块，一个高造斜率旋转导向与一个优化的井底钻具组合协同使用可让石油公司打出造斜率达 12° / 30m 的曲线段。2014 年 9月，新 RSS 系统已在中东和北美多口井得到了应用，包括在极软和极疏松地层的钻井作业中。贝克休斯的 AutoTrck eXact 在AutoTrck Curve 高 造 斜 率 旋 转 导向的基础上设计研发，是一种既能与LWD 兼容又能进行地层评价（FE）的高造斜率旋转导向系统。
 
该系统研发过程遇到两个挑战，首先，要开发和整合一个超越 AutoTrck Curve 平台，并能与 LWD/FE 设备通信的 RSS 导向装置兼容。其次，由于设计和内在物理特性因素，LWD/FE 设备通常能够处理的狗腿度仅限于6.5° / 30m以内。 此外，对 AutoTrak Curve 的导向装置进行更深层次的研究与开发，使其能与贝克休斯各类 LWD/FE 产品完全兼容，研发包括通信系统的适应性以及大范围的平台集成与测试。为了解决 LWD/FE 与更高狗腿度相互兼容问题，对各种井底钻具组合进行广泛的有限元分析，得出一个经优化可用于更高造斜率和狗腿度的标准井底钻具组合方案。
 
新 RSS 系统机械钻速快造斜性能高
 
2014 年年末，新设计的 RSS 系统在中东进行了一次现场试验，这次试验的挑战是验证从垂直井段向预定方向的造斜能力，打出一个连续一致的 7° / 30m 以上的造斜率曲线，直到井眼着陆在水平起始点。由于造斜段要穿过多个不同地层，包括一些非常软的地层，要实现希望的造斜率是非常困难的。在过去，需采用限制机械钻速的方法来达到希望的造斜率，而新系统摆脱了这种困扰，为每口井节省了两天时间。
 
钻开水泥塞是这次试验的目标，向西开窗，保持一个 3°的切线段，用来安置一个电潜泵（ESP）系统，接着开始打造斜段，保持 7° / 30m 以上的造斜率，同时以平均机械钻速 10.67m/hr 以上的速度造斜钻进。由于在使用RSS 时加入了扶正器，石油公司还能获得一个缩短地层评价工具距离的好处，通过去除井底钻具组合中额外的转换短节，测量传感器与 FE 传感器也可移到距钻头更近的位置。所有的目标都成功实现，工具按设计方位精确地保持3°的切线段，让电潜泵设定在一个顺畅或不受阻碍的套管段。除此之外，工具还保持了要求的 10.67m/hr. 的机械钻速，一些地层的钻进甚至超过了这个机械钻速，并在一些挑战性地层保持了8° / 30m 以上的造斜率。
 
在其它一些地层，观察到造斜率在10° / 30m 以上，有时要求减小施加在旋转导向工具上的力矩，以避免出现超出设计的狗腿度，在使用贝克休斯旁路促动器（Bypass Actuator system）钻进时调整了这个力矩的变化，因此不需要停下来调整工具的参数。提高造斜率会让石油公司设计更短的造斜段和更长的储层暴露段， 预计会节省3天时间，包括一次预计的起下钻，相当于节省约12 万美元的成本。另外，一个圆滑顺畅的井筒也会带来顺利的起下钻和下套管作业。 新 RSS 系统可精确穿过松软地层
 
中东一家石油公司面临的一个挑战是要在一个极软的疏松砂岩地层进行钻井作业。地质要求的目标井眼轨迹非常精确，会钻遇不确定和潜在的断层构造。该公司的目标是尽可能快速在一个很短的井段开窗造斜，且只允许井眼轨迹上下偏差为 0.9m 和 0.6m，向左或向右打出一个 10m 的造斜井段。石油公司还想用同样的工具一次下井进行裸眼侧钻，钻出最大储层接触面的井眼轨迹。
 
这些井使用了新的 RSS 系统，并根据钻井的设计对钻头和井底钻具组合进行了详细分析和优化。约 1,100m的水平段以两次计划的水平钻进完成钻井作业，从地质角度上看两次定向水平钻进实现了 100% 的轨迹控制，精确地穿过目标储层，并保持井眼轨迹符合设计要求。 两个井段钻进， 包括侧钻井段，钻井时间少于 19 小时。裸眼侧钻期间没有进行起下钻，仅用 50 分钟就完成了。钻遇极松软的地层，RSS 增强的导向能力和优化的轨迹控制能力都能得到充分验证。
 
之前该油田同样的两个井段需要两天才能钻完，常规的 RSS 在这样一个地层已经历过类似的挑战，就是以设计轨迹命中目标油层。在贝克休斯钻头的协力下，新 RSS 系统能够打出机械钻速 244m/hr 的骄人成绩。当然，以这样的机械钻速钻进和短距离开窗造斜是有挑战的，由于贝克休斯的 AutoTrak采用了闭环控制系统，这使得战胜上述挑战成为可能。除新设计的筒体和增强的导向力矩使新 RSS 系统具有更高的稳定性和连续的定向控制能力外，还创下了油田新的钻井纪录，改变了RSS 在这样具有挑战的环境下的钻井能力及效率。