在水平井的鉆機過程中，隨著位移和井深的不斷增加，將會導致摩阻、扭矩過大，方位漂移嚴重，甚至使鉆頭失去控制，井眼凈化不徹底等問題的產生。從理論和實踐中已經證明，滑動導向系統(tǒng)在一定井深極限范圍內可以很好地控制井眼軌跡，但是超過這一井深極限后，就必須采用旋轉導向技術。旋轉導向技術的突出優(yōu)點是能克服滑動導向系統(tǒng)所遇到的摩阻過大和井眼不清潔等問題，從而可使鉆井導向能力得到大幅度提高。但要實現(xiàn)旋轉導向，還必須具有一系列的相關實時遙控設備來進行輔助。

 

  井下旋轉導向工具是旋轉導向鉆井系統(tǒng)的核心，它是實現(xiàn)旋轉導向的根本，井下實時控制系統(tǒng)或地面監(jiān)控系統(tǒng)能按照預置或要求的三維井眼軌跡，根據測量信息，對井下工具進行實時控制或遙控，測量與傳輸系統(tǒng)應能測出近鉆頭處井眼的空間姿態(tài)信息，并能及時傳送給井下微電腦以及地面計算機，測量的信號經過處理成為新的控制指令，井下實時控制系統(tǒng)或地面監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令，使井下旋轉導向工具按照控制指令進行動作，從而實現(xiàn)井眼軌跡的旋轉導向控制。

 

  導向工具的運作依靠兩個系統(tǒng)控制。一是井下閉環(huán)控制回路控制。通過地下鉆頭測量系統(tǒng)測量的數(shù)據，經過電腦分析處理后，對控制機構進行控制，控制機構在電腦的指令下在控制鉆頭。二是由地面監(jiān)測系統(tǒng)控制。鉆頭空間姿態(tài)測量系統(tǒng)將測量結果傳給MWD，在由MWD將數(shù)據傳送到地面監(jiān)測系統(tǒng)，地面監(jiān)測系統(tǒng)對反饋回來的數(shù)據進行一定的處理，作出相應的回應，然后傳給控制機構，控制機構在接收到指令后進行相應的調整。

 

  實現(xiàn)旋轉導向技術的關鍵是如何在鉆柱旋轉過程中進行側向力大小和方向的有效控制，并且具有很好的可靠性。因而旋轉導向技術的核心就是研究旋轉導向工具的結構及其工作原理?，F(xiàn)在提出了一種一可調節(jié)式旋轉導向工具，其結構主要由三個伸縮翼片以及控制三個翼片伸縮的控制閥組成，伸縮翼片的伸縮由鉆井液提供動力并由控制閥分配，當導向機構處于工作狀態(tài)時，控制軸中的流體進入開關打開，鉆井液由篩孔通向上盤高壓孔眼，下盤隨鉆頭一起同步旋轉。當其中的一個孔眼與上盤高壓孔眼位于同一軸線上時，兩孔相接，與之相連的伸縮機構被高壓鉆井液推動，活塞外推，翼片與井壁接觸，并給井壁施加一作用力。該作用力的方向則由上盤高壓孔眼的位置確定，當上盤高壓孔眼在控制機構作用下處于井眼高邊方向時，該作用力方向就沿井眼高邊方向，井壁對它的反作用力就指向井眼低邊。此時，導向機構就處于全力降斜狀態(tài)。當上盤高壓孔眼在控制機構作用下處于井眼低邊方向時，該作用力方向就指向井眼低邊方向，井壁的反作用力就指向井眼高邊。此時，導向機構就處于全力增斜狀態(tài)。當上盤高壓孔眼在控制機構作用下處于90°相位時，導向機構就處于90°，降方位狀態(tài)。當上盤高壓孔眼在控制機構作用下處于270°相位時，則導向機構就處于90°增方位狀態(tài)。