国内外七大公司旋转导向技术盘点
塔里木深井旋转地质导向钻井技术
【技术】塔里木深井旋转地质导向钻井技术文/张程光吴千里王孝亮吕宁，中国石油钻井工程技术研究院中国石油塔里木油田公司中国石化石油工程公司胜利分公司引言对于埋藏深、地质构造复杂的油藏，应用弯壳体导向螺杆钻具通常无法有效引导井身轨迹准确达到或穿越储集层，而旋转地质导向钻井因其技术优势被越来越广泛地应用，目前已成为一项主流技术。
近年来全球范围内的地质导向与旋转导向服务井数快速增长：以斯伦贝谢公司为例，地质导向作业井由2006年的近300 口上升至2009 年的700 口，旋转导向系统进尺则从2006 年的5 898 km 提高至2011 年的19 740km；2004—2010 年在国内各种复杂、难动用油气藏应用地质导向技术的水平井超过345 口。
塔里木油田某区块的薄砂层油层埋藏深、厚度小，且构造边缘横向发育不稳定。
为了更高效地开发该类油层，引入旋转地质导向技术，并通过不断摸索试验使该技术更好地适应区块地层条件，确保井眼轨迹始终处于油层中最佳位置。
1 塔里木油田深井薄油层钻井技术难点及对策①的层埋藏深、厚度薄。
目的层垂深超过5 000m，完钻井深5 500～6 000 m，采用传统滑动钻进方式会因井深增加造成摩阻扭矩的增加，对MWD（随钻测量）信号传输的要求也会提高；目的层为两套砂岩，油层薄，厚度仅为1～2 m。
为获得较好的开发效果，需采用双台阶水平井钻井。
旋转地质导向钻井技术的旋转钻进方式有利于岩屑运移和井眼清洁，能降低摩阻，从而提高水平井段延伸能力。
②裸眼井段长、岩性变化大。
二开裸眼井段长达5 000 m 左右，易出现托压和黏卡现象，渗漏层和垮塌层均处于同一井眼内，地层砂泥岩互层多，钻时不均匀，地层研磨性强。
因此，需控制合适的钻井液黏度和切力、根据导向工具的作业特点选择钻头型号，同时在旋转钻进的基础上加强短程起下钻协助带砂。
③构造边缘储集层横向展布不均、地层对比困难。
油藏构造边缘的砂体发育不稳定、地层倾角变化大，地层对比困难，增加了着陆位置判断和油层追踪的难度。
旋转导向钻井工具造斜率主要影响因素浅析
２ 影响导向工具造斜 率的 基本 因素
在过去 的几年 里，定 向井技术取 得 了惊人 的进 步，人
们 可 以 更 加 自 如 的 在 各 类 地 层 里 钻 探 特 殊 ： 艺 井 ， 超 深 １ ：
而 旋 转 导 向钻 井 技 术 利的诸多缺点进而 出色的完成这些井 的钻探 。使钻井成 为在
空 问 三 维 可 控 。旋 转 导 向钻 井 不 同与 常 规 钻 井 技 术 ，他 需 要
特殊 的井 下钻 具组合 （ Ｈ ），需要 选择合适 的钻 头 ，本文 ＢＡ
Ｂ ｋｒ Ｈ ｇ ｅ 、 Ｓ ｈｕ ｂ ｒ ｅ 和 Ｈ ｌ ｕ ｔ ｎ 过 各 种 方 ａ ｅ ｕ ｈ ｓ ｃ ｌｍ ｅ ｇ ｒ ａ ｉ ｒ ｏ 通 １ｂ
旋转 导向工具 。传统导 向方法利用弯接头和动 力钻具导 向钻 井属 于滑 动导 向钻井 ，准确地预测钻 具的造斜 率是实现导 向 钻 井 的技 术 关 键 。为 此 ， 国 内 外 钻 井 界 在 导 向 钻 具 组 合 的 力 学特 性 分析 方面 开展 了大 量 的研 究 工作 ，并 取得 了丰 硕成
按 导 向时 钻 具 旋 转 与 否 ，导 向工 具 分 为 滑 动 导 向工 具 和
今世界钻井技 术的最新领域 ，是一项新技 术，该技术能从 整体 上 降低钻 井 费用 ，提 高钻井 成 功率 和勘 探开 发 的效
益 。 井 眼 轨 道 旋转 导 向 钻 井 技 术 有 望 为 石 油 钻 井 带 来 一场 一 技 术 革 命 。至 ２ 世 纪末 期 ，三 家 大 的 石 油 技 术 服 务 公 司 ： Ｏ
自动旋转导向钻井工具结构原理及特点
自动旋转导向钻井工具结构原理及特点[摘要] 自动旋转导向钻井工具弥补了滑动式导向钻井工具在定向井钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露的缺点与不足。
浅显分析国内外在定向钻井工具技术差距,从结构原理和特点上出发阐述了自动旋转导向向钻井工具的。
[关键词] 自动旋转导向钻井工具一.前言现有的滑动式导向钻井工具在定向钻井,特别是在大位移井及长距离水平井的使用中暴露出不少缺点与不足。
自动旋转导向钻井工具可以弥补这些缺点,是目前定向钻井工具发展的一个热点及方向。
笔者据此介绍美国三家公司的自动旋转导向钻井工具的结构原理及特点。
针对现有定向钻井工具的缺点和不足,浅析今后旋转导向钻井工具结构设计的发展趋势。
迄今为止,定向钻井技术经历了三个里程碑:①利用造斜器(斜向器)定向钻井;②利用井下马达配合弯接头定向钻井(造斜率是弯接头弯角、井下马达刚度和地层岩石硬度的函数);③利用导向马达(弯壳体井下马达)定向钻井(弯角点离钻头的距离近得多,因此产生的造斜率大)。
目前这三种定向钻井工具在世界各地被广泛使用,并促进了定向钻井技术的快速发展,使得今天人们能够应用斜井、丛式井、水平井技术开发油田。
二.目前国内定向钻井工具现状随着石油工业的发展,为了获得更好的经济效益,需要开发深井、超深井、大位移井和长距离水平井,而且常常要在更复杂的地层,如高陡构造带钻井。
这些都对定向钻井工具提出了更高的要求。
目前以井下马达为主的定向钻井工具已不能满足现代钻井技术的要求,主要存在以下缺点和不足:(1)利用井下马达导向时是滑动钻进,钻柱弯曲比旋转钻进时严重,井壁与钻柱间的轴向摩擦力大,使钻压很难加在钻头上。
在大延伸井和水平井中这一情况更严重,在极端情况下会造成钻柱屈服,因此它限制了水平井和大斜度井的深度。
(2)在地面对井下马达进行扭方位操作时,旋转摩擦、钻头扭矩、钻杆的扭转弹性变形等都妨碍了工具面的控制,从而影响井下马达在大斜度井和水平井中的使用。
旋转导向技术在水平井中的应用
旋转导向技术在水平井中的应用引言水平井是一种特殊的油井，其在储层中以水平方向延伸。
水平井的应用可以在提高油气开采效率的同时减少地面环境破坏，因此在近年来得到了广泛的应用。
而旋转导向技术则是一种主要用于定位井眼的技术，可以精准控制井眼的方向和位置。
本文将介绍旋转导向技术在水平井中的应用，包括其原理、优势以及一些在实际开采中的应用案例。
1. 旋转导向技术的原理旋转导向技术是一种通过旋转钻头来改变井眼方向的技术。
其基本原理是通过钻具的旋转使得井眼在地下钻进过程中呈现一定的方向变化。
具体来说，当钻头在钻进过程中旋转时，由于地下的阻力和摩擦力的作用，井眼会随着钻头的旋转而呈现出一定的曲线方向。
通过精确控制钻头的旋转速度和方向，可以实现对井眼的定向控制，从而在地下形成水平井。
2. 旋转导向技术在水平井中的优势相较于传统的直井钻探技术，旋转导向技术有许多显著的优势。
通过旋转导向技术可以实现对井眼的精准控制，可以在地下形成水平井或者其它特定形状的井眼，这有利于提高油气开采的效率。
由于水平井可以在地下更充分地开采储层资源，相较于传统的直井可以获得更高的产量。
采用旋转导向技术可以减小对地表的环境破坏，有利于保护地表的生态环境。
由于水平井可以更加精准地控制油气开采的方向，可以减少油气开采对地下水和环境的影响，有利于保护地下水资源。
旋转导向技术在水平井中的应用具有显著的优势，有利于提高油气开采的效率和保护地下水资源和环境。
3. 旋转导向技术在水平井中的应用案例在实际的油气开采中，旋转导向技术已经得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。
以下将介绍一些旋转导向技术在水平井中的应用案例。
案例一：某油田采用旋转导向技术在水平井中进行油气采收，通过旋转导向技术在储层中开发出一条水平井，实现了对储层资源的充分开采并取得了显著的经济效益。
案例二：某地区的油气开采公司在水平井的开采中采用了旋转导向技术，通过对井眼的精确控制实现了对储层资源的高效开采并减小了对地表环境的影响，同时保护了地下水资源。
导向钻井技术(讲课版)
导向钻井技术（胜利钻井工程技术公司周跃云）基本概念在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的控制，世界各国相继开发研究了各种相应的技术，这些技术大致可分为两方面：一是预测技术，一是导向技术。
预测技术是根据力学和数学理论，对影响井眼轨迹的各种因素进行分析研究，从而预测各种钻具组合可能达到的预期效果。
但目前的预测技术水平远远低于所要求的指标。
鉴于此，导向技术应运而生。
导向技术是根据实时测量的结果，井下实时调整井眼轨迹。
井下导向钻井技术是连续控制井眼轨迹的综合性技术，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹的随钻测量、实时调整。
导向钻井技术是随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的。
在这种技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定导向钻井系统的技术水平，导向技术则是导向钻井系统的关键技术。
一、导向钻井的工具和仪器定向井技术的进步与定向井工具和仪器的发展是相辅相成的，是密不可分的。
定向井钻井实践的需要，设计开发了专门用于定向井的工具和仪器，并在钻井实践中得到完善和提高；随着定向井工具和仪器的发展，极大地推动了定向井工艺技术水平的进步；而工艺技术的进步，对定向井工具仪器又提出了更新更高的要求。
胜利油田以及我国定向井发展的历程，充分地说明了这一辩证关系。
1.1 导向工具的主要类型随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头，变壳体马达，各种稳定器等。
对这些工具一般要分为两大类：一为滑动式导向工具，二为旋转式导向工具。
两者的主要区别在于导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否者为旋转式导向工具。
1.1.1 滑动式导向工具滑动式导向工具在导向作业时，转盘停止转动并被锁住，只有井底马达作业。
调整好工具面，钻进一段时间后，再开动转盘，使整体钻柱旋转，以减少摩阻及改善井眼清洗程度，随后再根据需要进行定向作业。
LWD应用技术
三
LWD测量的影响因素 地层各向异性的影响
R1
R1
R2
R2
Rlongitudinal R3 R4 R5 R3 R4 R5
R transverse
Rlongitudinal
Vertical Well
Horizontal Well
三
LWD测量的影响因素 地层各向异性的影响
Rv =3, Rh = 1
Rh RV
三
LWD测量的影响因素 地层各向异性的影响
一般将地层电阻率描述为平行于层面的水 平电阻率Rh和垂直于层面的垂向电阻率Rv。在 地层存在各向异性时，Rh不等于Rv；而一般情 况下Rh«Rv。测井评价中使用的所谓地层真电阻 率指的是地层水平电阻率Rh，所以电测曲线越 接近地层水平电阻率，越有利于准确的地层评 价。但实际上，由于各向异性的存在，会使电 测曲线偏离水平电阻率，偏离程度严重时会导 致地层评价结果错误。
二
大港定向井公司LWD性能介绍
LWD的特点：
4、电阻率工具（MPR）具有补偿功能的四个发射极和两个接收 极，组成对称阵列，实时可得到两条不同探测深度的电阻率曲线; 井下存储器可提供八条不同探测深度的电阻率曲线和三十二条原 始测量曲线。两对发射天线工作在两种不同发射频率下，可提供 长距和短距的相位差和幅度衰减值。 5、 2MHZ工作频率可提高垂直分辨率，以便识别薄油层，而独特 的400KHZ频率能够对更深的地层进行测量，并且对环境和地层具 有更大的抗干扰性。 6、LWD是在随钻过程中测得的新揭开地层的特性，极大地消除了 泥浆浸入和泥饼对测量质量的影响，所获得的地质特性更加真实 可靠。 7、该系统具有实时实现地质导向功能，又具有利用井下存储器数 据详细分析已钻遇地层的功能，部分油田的开发井利用LWD的MEM 曲线，已不再电测，而直接进行开发作业。
旋转导向钻井系统RNDS
2013-8-5 12
¹ ×´ » « ¾ Ä PowerDriveÐ ÐÐòÐÐ Ë Â ±Ð ¹ Ë µ ý × Ð
PowerDrive ÇÇ °Ç ×
2013-8-5 13
二、RNDS系统的组成
旋转导向钻井系统（RNDS），由旋转导向钻井工具（CPD） 和MWD测量系统组成，其中MWD系统是成熟的，不进行任何的 改造就可以直接应用；旋转导向钻井工具（CPD）与Auto Track井下工具属于同一类型，都是非旋转偏心稳定器结构， 但具体的构造不同、控制方式不同，与后者相比结构简单的 多；但是CPD也不同于江苏油田的舵板式钻头导向器，它是 一个功能强大的井下导向工具，且具有双向通讯功能，与 MWD/FEWD系统可以组成完整的、可靠的旋转导向钻井系统。
热烈欢迎各位领导 专家光临指导
2013-8-5 1
地面控制旋转导向钻井系统（RNDS）
Rotary Navigate Drilling System
胜利钻井工程技术公司 魏文忠、秦利民
2013-8-5 2
Copyright 1996-98 © Dale Carnegie & Associates, Inc.
2013-8-5 5
20世纪80年代末，国外 首先研制了遥控变径稳 定器（如AGS、Tracks 等），虽然仅是两维旋 转导向控制钻井轨迹， 但是在完成的许多大位 移延伸井的钻井过程中 起到了决定性的作用。 1999年胜利钻井技术公 司引进了美国SperrySun公司的遥控变径稳定 器AGS，在埕北21-平1大 位移水平井施工中起到 了很好的作用。但是， 变径稳定器旋转系统,不 能控制方位。
内容：
1、 导向钻井技术发展概述 2、 RNDS系统的组成和总体效果 3、 RNDS系统结构原理
国内外水平井技术综述
可视化
套管钻井 可膨胀管
自动垂直钻井
钻
旋转闭环导向
井 技
互联网
地质导向 连续管钻井
术
欠平衡钻井
进 步 趋 势
卫星 通讯
计算机 技术
小井眼 多分支井 大位移井
LWD
顶部驱动系统 导向泥浆马达
我国 目前位置
水平井
MWD
TSP钻头
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
PDC钻头
80年代
90年代
21世纪前5年
➢国际上钻井技术的发展趋势已经由传统的建立油气通道 发展到采用钻井手段来实现勘探开发地质目的,提高单井 产量和最终采收率.
7 9963
10995 ExxonMobil
8 9243
10183 ExxonMobil
9 8937
9557
BP
中石化20XX完成397口,占完井口数的9.37%
中石化的水平井钻井技术以胜利油田为典型代表 20XX胜利油区共完钻各类水平井217口
完井方式
井数 百分比
固井射孔完井
79
36.98
筛管完井
13
5.94
裸眼完井
1
0.46
裸眼防砂完井
124
56.62
固井射孔完井36.98％
打孔筛管完井5.94％
裸眼防砂完井56.62％
到20XX底全球已完钻水平井超过30000口,遍布 美国、加拿大、前苏联等70余个国家
据国外13 家石油公司在世 界多个地区的统计资料,水平 井对直井的日产量增长比率平 均为5倍,在XX达6～20倍
一、国内外水平井技术应用现状
•水平井应用类型不断扩大
"八五"
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
贪吃蛇技术哪家强？国内外七大公司旋转导向技术盘点旋转导向钻井技术已经逐渐成为定向井、水平井钻井的主要工具，但主流技术依然以国外油服产品为主。
在多年持续攻关下，国产自主创新技术现已取得多项重大突破，国内外技术差距正在逐步缩小。
当前，油气勘探开发过程正面临的挑战日益严峻。
在资源品质劣质化、勘探目标多元化、开发对象复杂化等愈发恶劣的勘探开发大环境下，我国油气勘探开发领域正在由常规油气资源向“三低”、深层及超深层、深水及超深水等非常规资源拓展。
而作为油气资源勘探开发过程中的关键环节，现有的钻井技术在应对上述挑战时却略显勉强。
中石油经研院石油科技研究所总结出了“未来10年极具发展潜力的20项油气勘探开发新技术”（点击查看：颠覆传统！未来十年这些油气勘探开发新技术最具潜力），其中，“智能钻井技术”位列其中。
未来的智能钻井主要由智能钻机、智能导向钻井系统、现场智能控制平台、远程智能控制中心组成。
智能导向钻井系统主要利用随钻数据的实时获取、传输与处理，通过井下控制元件对钻进方向进行智能调控，从而提高钻井效率和储层钻遇率。
作为页岩气开发的“芯片”式技术，旋转导向钻井尚且年轻，但实际上从上世纪90年代起，国际各大油服公司便相继实现了旋转导向系统的现场应用。
经过20余年的技术发展，油服巨头均取得了阶段性进展，并形成了各自的核心技术体系（点击查看：五大油服的旋转导向系统大比拼）。
目前的主流旋转导向技术主要来自几大国际油服巨头，并基本形成了两大发展方向：一是以贝克休斯AutoTrak系统为代表的不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统，这类系统以精确的轨迹控制和完善的地质导向技术为特点，适用于开发难度高的特殊油藏导向钻井作业；二是以斯伦贝谢PowerDrive系统为代表的全旋转自动导向钻井系统，这类系统以同样精确的轨迹控制和特有的位移延伸钻井能力为特点，适用于超深、边缘油藏的开发方案中的深井、大位移井的导向钻井作业。
01. 各大油服核心技术对比大宗商品价格暴跌给服务公司的定价和付款时间表带来了下行压力。
无论何种程度的自动化规模提高，都可以改善前端的现金流。
而在后端，实时和广泛的数据库报告功能则可以快速显示利润最高的领域。
这些信息使公司可以专注于自己最擅长的领域，并调整或取消表现最差的业务板块。
与维持或取消某个业务或是让更多人失业不同，所有这些措施的最终价值都可以改善企业的账本底线。
1斯伦贝谢斯伦贝谢是目前旋转导向专利数量最多的油服公司，其PowerDrive旋转导向系统包括推靠式（PowerDrive Orbit）、指向式（PowerDrive Xceed）和混合式（PowerDrive Archer）三种。
斯伦贝谢推靠式旋转导向系统由最开初的PowerDrive Xtra，升级到PowerDrive X5、PowerDrive X6，目前升级已经到PowerDrive Orbit。
▷▷PowerDrive Orbit ◁◁PowerDrive Orbit在斯伦贝谢的旋转导向系列产品中，造斜能力是相对较弱的（点击查看：PowerDrive Orbit旋转导向系统）。
其工具耐高温150 ℃，狗腿度通常在（0～3°）/30m范围内，少部分地层可以达到（4°～5°）/30 m的造斜能力，但是由于侧向切削和井下钻具的不均匀转动引起的振动对PowerDrive Orbit的造斜能力影响很大，因此需要选择造斜能力强的钻头和简单的钻具组合才能实现上述指标。
PowerDrive Orbit系统应用过程中全部部件全程旋转，能提供近钻头实时井斜和方位，提供近钻头伽马、方位伽马、近钻头伽马成像等参数及曲线，便于精确控制井眼轨迹，判断岩性及地层走向，实现在薄油层导向钻进。
图1 PowerDrive Orbit结构示意图▷▷PowerDrive Xceed ◁◁PowerDrive Xceed由发电总成（CRSPA）、电子元器件总成（CRSEM）、导向控制总成（CRSSA）组成，结构见下图。
图2 PowerDrive Xceed结构示意图PowerDrive Xceed系统在钻进过程中所有部件均为旋转状态，可实现在钻具转动时的全方位导向钻进，也可以放置于PowerPak螺杆钻具之下，共同组成附加动力旋转导向系统（VorteX Xceed）。
Xceed旋转导向系统具有近钻头的井斜方位测量，其独特的指向式定向方式和固定的钻头轴向夹角使指向式旋转导向系统在保留了推靠式旋转导向系统所具有的优势之外，还提供了更高的造斜能力，造斜能力可以达到（5°～8°）/30 m，在一些高狗腿的三维定向井、水平井中能较好地发挥旋转导向系统的优势。
工具耐高温150 ℃，最大允许转速350 r/min，最大允许堵漏液浓度为142.6 kg/m ³，该工具目前只能通过改变泥浆泵的排量来发送指令，但可以通过MWD接收指令并转发给Xceed。
▷▷PowerDrive Archer ◁◁PowerDrive Archer主要优点是可以实现高造斜率要求，通过“推靠式”和“指向式”的优点结合，PowerDrive Archer 系统可以达到高达( 15°～17°) /30 m的造斜率，工具耐高温150 ℃。
此外，基于Power-Drive X6系统精确控制单元的使用，可在钻井过程中有更大的排量选择范围。
该系统保持了斯伦贝谢工具一贯的全旋转特性，同时，具有用改变排量和顶驱转速两种方法发送指令的功能。
图3 PowerDrive Archer工具原理示意图▷▷PowerDrive VorteX ◁◁附加动力导向系统PowerDrive VorteX是旋转导向系统与大功率螺杆钻具和通讯短节CLINK组合在一起的的复合体。
即在旋转导向系统和MWD之间，增加一根大功率螺杆钻具和一根通讯短节CLINK，钻头就获得了来自顶驱转速和螺杆钻具转速叠加的高转速，通讯短节把旋转导向系统测得的参数和曲线传递给MWD，MWD把获得的数据传递到地面计算机。
这样不但可以获得因钻头转速增高带来机械钻速提高，还解决了实时获得旋转导向系统近钻头数据的通讯问题。
PowerDrive VorteX系统主要原理均为通过附加大功率螺杆钻具使钻头获得高转速，减少顶驱负荷; 在研磨性地层，减少钻具与地层、BHA与地层之间的磨损。
由于钻头转速大幅提高，从而提高机械钻速，减少钻具、BHA和套管磨损，提高综合经济效益。
2贝克休斯贝克休斯的AutoTrak不旋转闭环钻井系统（RCLS）是一种静态推靠式旋转导向系统，由地面与井下的双向通讯系统（地面监控计算机、解码系统及钻井液脉冲信号发生装置）、导向系统（AutoTrak 工具）和LWD组成。
AutoTrak系统的井下偏置导向工具由不旋转外套和旋转心轴两大部分通过上下轴承连接形成一个可相对转动的结构。
旋转心轴上接钻柱，下接钻头，起传递钻压、扭矩和输送钻井液的作用。
不旋转外套上设置有井下CPU、控制部分和支撑翼肋。
图4 AtutoTrak工具结构示意图AutoTrak系统工作中非旋转可调节扶正器滑套的不转是相对于钻头驱动轴而言，在旋转钻进过程中，该扶正器滑套处于一种相对静止的状态，从而确保钻头可以沿着特定的方向钻进。
通过液压可推动活塞分别对3个稳定块施加不同的压力，其合力使钻具沿某一特定方向偏移，从而在钻进过程中使钻头产生1个侧向力，保证钻头沿这一方向定向钻进。
图5 AutoTrak系统主要组成部分示意图▷▷AutoTrak G3 ◁◁AutoTrak G3的理论造斜能力为20°/100 m，它的近钻头井斜零长1.2 m，伽马零长5.54 m，井斜与方位零长8.54 m，该类型的工具除了提供另外两种工具的功能和作用外，它也能够进行相关的测量工作。
这种第三代系统开拓了定向井钻井的新领域，包括地质导向和大位移井。
该工具可以在旋转钻井过程中实现导向，改变井眼轨迹，并与地面实现双向通讯。
图6 AutoTrak G3系统构成示意图▷▷AutoTrak X-treme ◁◁AutoTrak X-treme是由井下钻井马达驱动的旋转导向系统。
该系统综合了高动力马达和高速旋转闭环系统，并与导向装置实现双向通讯连接。
在马达下的下部钻具组合更短。
X-treme技术定子提供高扭矩，BHA可持续保持高钻速，额定最高转速可达到约400RPM。
图7 AutoTrak Xtreme组成及原理示意图▷▷AutoTrak eXpress ◁◁AutoTrak eXpress便携式旋转导向工具的理论造斜能力为24°/100 m，它的近钻头井斜零长为1.2 m，伽马零长为9.6 m，井斜与方位零长为10.8 m。
eXpress的应用和发展是目前AutoTrak旋转导向系统中最为成熟AutoTrak的一类型。
▷▷AutoTrak Curve ◁◁AutoTrack Curve具有较强的造斜能力，专为陆地钻井设计。
它的理论造斜能力为45°/100 m，它的近钻头井斜零长为2 m，伽马零长为3.74 m，井斜与方位角零长为6.81 m。
该系统在传统导向系统的基础上，对导向力学、水力学和导向板进行重新设计，导向板能适应从软到硬以及研磨性等各种地层，BHA具有更强的柔性。
AutoTrack Curve能够实现用一套钻具、一趟钻钻穿造斜段、稳斜段、着陆段和水平段。
图8 AutoTrak Curve旋转导向系统结构示意图图9 AutoTrak Curve旋转导向系统导向原理结构示意图3哈里伯顿▷▷Geo-Pilot ◁◁Geo Pilot旋转导向钻井系统也是一种不旋转外筒式导向工具，但与AutoTrak和PowerDrive不同的是，GeoPilot旋转导向钻井系统不是靠偏置钻头进行导向，而是靠不旋转外筒与旋转心轴之间的一套偏置机构使旋转心轴偏置，从而为钻头提供一个与井眼轴线不一致的倾角，产生导向作用。
其偏置机构是一套由几个可控制的偏心圆环组合形成的偏心机构,当井下自动控制完成组合之后，该机构将相对于不旋转外套固定，从而始终将旋转心轴向固定方向偏置，为钻头提供一个方向固定的倾角。
该系统主要由驱动轴、外壳、驱动轴密封装置、非旋转设备、上下轴承、偏心装置、近钻头井斜传感器、近钻头稳定器、控制电路和传感器等部件构成。
图10 Geo-Pilot旋转导向系统结构图11 Geo-Pilot旋转导向系统工作原理示意图Geo Pilot旋转导向钻井系统的最小造斜角为5°，设计造斜率为45°/100 m，扩眼最大狗腿度30°/100 m，最高转速250 RPM，最高工作压力206 MPa，最高工作温度175 ℃，非工作状态下耐温200 ℃。