在20世纪80年代，随着定向井和水平井钻井技术的发展，导向钻井系统应运而生，具有弯外壳或偏心稳定器的井下动力马达(称之为“导向马达”)替代了直杆动力马达和弯接头。将导向马达与无线随钻测斜系统相结合，成功地实现了定向井和水平井钻井的几何导向。在此基础上，1989年开发成功第一代无线随钻测井系统，使定向钻井技术由几何导向发展到地质导向。为了有效地控制水平井的“切线段”和“水平段”或实现井眼轨迹的连续定向控制，在应用导向钻井系统实施井下动力滑动钻进的基础上，提出了复合旋转钻井方式。具有反向双弯 (DTU)或单弯双稳定器的螺杆钻具组合，以及带偏心稳定器的涡轮钻具组合等，均在复合旋转钻井中获得成功应用。
    无论是钻何种类型的油气井，还是采用何种旋转钻井方式，都存在着钻井效率问题，这也是钻井技术研究与发展的本质所在。影响钻井效率的主要问题可归结为钻进时的“间断”。目前造成“间断”的主要原因包括：接单根、更换钻头和底部钻具组合等，钻具失效，井眼失稳(漏、塌、喷、卡、阻)，纠斜作业，非随钻测量，达不到最优决策，以及多层次井身结构等。为了减少钻进“间断”，必须不断研究和提高钻井整体技术和装备水平，尤其是信息化、智能化及自动化钻井技术的研究与开发需要不断加强。
    在旋转钻井领域一直处于领先地位的美国为了保持其技术优势，1995年启动了一项重大的长期研究和开发计划，称为“国家先进的钻井与掘进技术”(The National Advanced Drilling & Excavation Technologies，简称NADET)。前期的基础研究主要由政府率先资助，后期大规模的技术和产品研究与开发(R&D)则主要靠工矿企业投入巨额资金。通过该项研究与开发，预期在岩石破碎(高效破岩)、井眼净化(洗井)及井眼稳定等方面将有所革新(evolutionary)，在钻头、岩石和井眼的测量与评价以及定向控制等方面有所革命(revolutionary)。该项计划的核心任务是要长期致力于一种智能钻井系统(The Smart Drilling Systems)的研究与开发。

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