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ロータリーステアリングシステム（RSS）は、ドリルストリングが回転している間、ドリルパイプの回転をリアルタイムで監視・制御して操舵機能を実行する操舵可能な掘削システムであり、掘削作業において目標地層への到達精度を高めることを可能にする。方向掘削井や水平掘削井で広く使用されている。
I. 方向掘削
方向掘削とは、特殊な坑内工具、計測機器、および技術を用いて坑井の軌道を効果的に制御し、ドリルビットを特定の方向に沿ってあらかじめ定められた坑内目標地点に到達させる掘削技術です。つまり、方向掘削とは、あらかじめ設計された偏向角と方位角に従って目標地点に到達する坑井掘削方法です。
主なプロファイルの種類は、以下の3つのカテゴリに分類されます。

2セクションプロファイル：垂直断面＋構築断面
3断面プロファイル：垂直断面＋構築断面＋接線断面
5つのセクションからなるプロファイル：上部垂直セクション＋構築セクション＋接線セクション＋落差セクション＋下部垂直セクション

写真1

方向掘削技術における3つの画期的な出来事:

① 方向掘削におけるウィップストック（偏向工具）の使用
② 方向掘削のためのダウンホールモーターとベントサブの組み合わせの使用
③ 方向掘削のための操舵可能なモーター（ベントハウジング型ダウンホールモーター）の使用

II. 水平掘削

水平坑井は、方向掘削坑井の一種です。従来の油井は、貯留層を垂直または傾斜して掘削され、貯留層を通過する区間は比較的短いものです。これに対し、水平坑井は、貯留層まで垂直または傾斜して掘削され、その後、坑井はほぼ水平になり、貯留層と平行に掘削され、完成まで長い区間を掘削します。このような坑井は、貯留層を数百メートル、あるいは2,000メートル以上も貫通することができ、より多くの原油を回収できます。坑井に流入する貯留層流体の流動抵抗が低減されるため、通常の垂直坑井や傾斜坑井に比べて生産能力が数倍高くなります。

RSSに戻る

RSSは、摩擦とトルクの低減、高い掘削速度（ROP）、低コスト、短い坑井建設期間、滑らかな坑井軌道、容易な制御性、水平坑井長の延長といった利点を提供します。主に、坑内回転操舵システム、地上監視制御システム、およびこれら2つのコンポーネントを接続する双方向通信技術で構成されています。

RSSは、操舵機構の動作モードによって分類できます。静的バイアスそして動的バイアス操舵原理により、以下のように分類できます。ビットを押すそしてビットをポイントするシステム。

① ビットを押す

このシステムは、ビット近傍でビットに直接横方向の力を加えます。プッシュ・ザ・ビット式ロータリーステアリングボトムホールアセンブリ（RSBHA）のオフセットスタビライザーはビットの近くに配置され、その背後には複数のドリルストリングスタビライザーが直列に接続されています。ステアリング中、偏心ステアリングツールによって発生するたわみ力によりRSBHAがたわみ、角度が増します。（これは多くの場合、顕著ならせん状の坑井形状、坑井洗浄不良、および有効坑井径の縮小、すなわち坑井の断面積がビット径よりも小さくなるという結果をもたらします。）

② ビットをポイントする

このシステムは、ドリルストリングをビット付近で曲げることで、ビットを目的の坑井軌道へと誘導します。ポイント・ザ・ビット式RSBHAのオフセットスタビライザーは2つのスタビライザーの間に配置され、主にビット角度によって回転操舵を実現します。（最大ドッグレッグ角度が15°/30mを超える場合でも、坑井品質が向上します。）