在過去的7年中，旋轉導向鉆井技術已完成了從樣機到應用的過渡。石油工業界首次應用旋轉閉環系統鉆井技術是1996年。到2004年春，90多家油公司使用旋轉閉環系統在全球20多個國家打了300萬m的進尺。2003年旋轉閉環系統的進尺為100萬m。
1．井底鉆具組合的集成原理
迄今為止，幾乎各種井底鉆具組合都由兩部分組成，即由鉆井組件和地層評價測量組件或隨鉆測井組件組成。MWD/LWD與井口系統是連接的，它與井底鉆具組合的鉆進組件幾乎是不連接的。引進了旋轉閉環技術后情況發生了變化，井底鉆具組合的鉆井組件是直接與MWD/LWD和井口系統導向裝置相連接的。除提供了閉環控制能力外，系統集成允許各種地層評價傳感器、鉆進動態傳感器、壓力傳感器和井斜傳感器盡量靠近鉆頭。近鉆頭傳感器與閉環系統的精確導向控制相匹配為在儲層中導向鉆進提供了巨大的效益。使用集成設計原理時，所有井底鉆具的組件都被設計成具有相似的工作極限以確保沒有單一組件限制井底鉆具組合的工作效率。
（1）鉆進時的地層壓力和地層壓力的變化
測量地層壓力和地層壓力變化已成為當今鉆井作業的一部分。在鉆桿靜止不動的短暫期間，TestTrakTMLWD起支撐墊的作用靠在井壁上。在鉆井作用期間實時測量孔隙壓力和孔隙壓力的變化。在鉆井作業中直接測量地層壓力可以提高安全程度和實時確定套管鞋的坐放點，優化鉆井液密度和機械鉆速。另外，隨鉆測井所提供的壓力數據可以用來優化井壁取心作業，減少卡井壁取心器的風險。
地層壓力和地層壓力變化是儲層評價的兩種重要參數。油氣田的完井和采油是根據各種地層壓力測量數據和各種滲透率預測數據設計的。
（2）泥漿馬達與旋轉閉環鉆井效率的集成
在導向鉆井之前，鉆井工程師面臨的問題是選擇何種鉆井技術。可供現場使用的設備有導向馬達、旋轉導向鉆井系統或完整的旋轉導向井底鉆具組合。各種鉆井方法都有各自的優缺點。
旋轉鉆進比滑動鉆進的鉆速要高得多。其原因是可以使用恒定的作業參數驅動鉆頭。為了提高鉆井效率，研制出可以與旋轉閉環井底鉆具組合集成的高效鉆井馬達。用這種集成鉆具的優點是：
（1）降低套管磨損；
（2）降低鉆桿和井下鉆具組合的磨損；
（3）減輕振動；
（4）降低鉆機旋轉系統的應力；
（5）具有增加位移的能力；
（6）具有重入的能力；
（7）清潔導管。
目前，高效馬達已組成43/4in和63/4in旋轉閉環井底鉆具組合,分別在6in井眼和81/2in井眼下井。馬達的鉆速為80～325rpm，取決于馬達的尺寸和排量。
到2004年擁有了各種尺寸（57/8in～181/8in）的集成井底鉆具組合，并可以大幅度降低鉆井成本。
2．旋轉導向系統
使用旋轉導向鉆井系統完成鉆井任務是十分困難的。某些系統使用了自動鉆井模式。自動鉆井模式在增加位移和鉆井質量方面要比非自動鉆井系統好得多。除力學原理不同外，在方法上也有不同之處，自動鉆井系統使用了MWD和LWD。高效的信號傳輸可節省時間，而高水平的集成系統允許LWD的傳感器設置在鉆頭附近，這樣在降低井底鉆具組合長度的同時還增加了它的可靠性。
不同的系統就鉆井效率、定向控制、位移精度、井眼質量和解決效益來說具有不同的特點。
就各種旋轉定向的作業原理來說，常用的方式有指向鉆頭軸心和推動鉆頭旋轉兩種。純推動鉆頭旋轉導向系統的導向是通過向鉆頭施加側向力，使鉆頭外排齒和保徑齒側向進入地層而鉆出彎曲井眼。這時必須使用保徑面短的鉆頭。這一原理的優點是靈活，并可以迅速和準確地按要求改變井斜角。
指向鉆頭旋轉導向系統軸心的原理是按照井眼軌跡的要求精確地導向。采用這種導向方法時，鉆頭工作面完全指向鉆進方向，鉆頭的側向力為零。這種導向原理的優點是，可以使用加長保徑的鉆頭，克服了出現嚴重狗腿的問題。其缺點是，改變井眼軌跡的速度慢，且降低狗腿嚴重度的能力低。
旋轉閉環鉆井的原理是介于上述兩種導向方法之間的一種導向方法。當改變井眼軌跡時，立即向鉆頭施加側向力。一旦鉆出幾英尺的彎曲井眼后，導向力使井底鉆具組合彎曲并進入新井眼，并以指向鉆頭軸心方向導向鉆進。
采用哪種方法，取決于那種方法是否能持續精確導向并能可靠地進入靶位，同時鉆出高質量的井眼。比導向原理更重要的是：
（1）自動閉環定向控制系統能鉆出精確的定向井眼；
（2）可調方位有利于鉆出平滑井眼；
（3）連續導向不會出現隱蔽的狗腿；
（4）集成的井底鉆具組合可以使用近鉆頭LWD傳感器，而且使井底鉆具組合的尺寸達到最短；
（5）非旋轉密封提高了井底鉆具組合的可靠性。
3．挪威Troll油田的的現場試驗
20世紀80年代中期，挪威政府要求對Troll油田薄油層生產的可行性進行研究。Norsk Hydro公司調查后認為，采用水平井可以開發該薄油層。
90年代初用雙彎馬達進行了水平井鉆井試驗，90年代末用可調式造斜馬達進行了水平井鉆井試驗，都達到了鉆出1000m水平井段的效果。1994年引進了測傳馬達。測傳馬達裝備了4個近鉆頭傳感器，能把井眼軌跡的上下波動范圍控制在±1m內。1997年引進了旋轉閉環系統，可鉆水平井段的長度超過了3200m，能把井眼軌跡的上下波動范圍控制在±0.5m內。
最近集成的新一代旋轉閉環鉆井系統在距鉆頭0.9m、5m和6m處分別裝備了近鉆頭傳感器、伽馬和電阻測井儀，可鉆水平井段的長度達到了4000m。旋轉閉環鉆井系統中的高精度地磁測量傳感器保證了油井位移的控制。與地層評價傳感器配合，可以進行地質和幾何導向和定位。當鉆長水平段的多分支水平井時，必須掌握測量精度。
2003年，鉆了一口多分支水平井，該井有4個分支井眼，總進尺達12000m。2004年，利用新一代旋轉閉環鉆井系統在Troll油田的鉆井進尺達到371000m。Troll油田自引進了旋轉閉環鉆井技術以來，其增產效益達到了60億美元。