新型低碳能源和二氧化碳儲存需要深井鉆井技術，這面臨降低成本（或提高效率）及鉆井更加經濟的挑戰。鉆井施工技術的最新發展顯示了提高效率的巨大潛力，作業者能使用新工具，為低碳未來創造價值。
 
圖1鉆井施工的主要方法即采用設置PDC復合片的鉆頭
大約30年前，PDC鉆頭（圖1）開始主導油田的鉆井作業，牙輪鉆頭和金剛石孕鑲鉆頭雖仍在使用，但效率低得多。PDC鉆頭最顯著的進步來自脫鈷工藝，這不僅能強化PDC復合片的結構，還能提高其耐磨性。PDC鉆頭的切削性能優異，選擇一定數量的刀翼能重復破巖，穩定的軸向參考對破巖效率至關重要；而鉆柱沿其長度的不同位置同時受到壓力和張力，此軸向變化也會對PDC鉆頭產生負面影響，但在深井鉆井中，該方法仍優于其它方案。                       
深井鉆井系統非線性動力學及控制就相關物理學建立了共同參考，這主要圍繞數學模型來制定，研究了切削性能與長鉆柱的配套問題，相關的數學模型（圖2）反映了多個方向的振動。比如，鉆柱在扭轉方向比軸向方向更柔軟，扭轉振動相對更慢。通常扭轉振動或粘滑通過隨鉆測量系統傳遞到地面。軸向不穩定可能來自鉆頭刀翼的后部、鉆桿或地面制動操作的壓力脈沖，且不易測量。軸向方向滑動循環的初動嚴重影響了鉆頭的切削性能，作用在硬材料上載荷的細微變化也會阻礙鉆頭進尺。
 
圖2基本模型的輸入示例。通過兩個方向的彈簧常量來模擬鉆柱本身：K、C及阻尼D
鉆頭配套長鉆柱使用時，鉆壓越高，鉆速越快，但會增加軸向振幅。機械鉆速最終會停止響應更高的鉆壓。在該點（起始點）增加鉆壓會導致鉆頭因過熱而快速磨損。鉆井泥漿的良好潤滑是解決該情況的關鍵，且對PDC鉆頭的性能至關重要。現在用數學術語定義了該問題，有可能在該系統內增加控制算法，或在實際操作中增加調節裝置來消除軸向不穩定及其導致的低效率。
2005年，挪威的Tomax公司介紹了一種位于鉆桿和PDC鉆頭之間的調節裝置，其目的是為了防止嚴重的扭轉粘滑，粘滑會導致井下工具的高滯動成本。其推出的新型調節裝置可用作防粘滑工具（AST）；無論鉆壓（起扭矩的功能）增加還是減小，其內部的傳動裝置可使AST工具改變長度。
AST工具的對比試驗對粘滑產生了預期效果。該技術提高了鉆井效率，減少了鉆頭磨損。第一年公布的數據引起殼牌Rijswijk研究中心的興趣。在殼牌的要求下，埃因霍溫理工大學將AST工具的原理運用于其現有的鉆柱數學模型，并對輸出與基準做了比較。
通過驗證模型研究了AST工具對軸向滑動循環的影響細節，這包括提高效率及減少磨損：AST算法確實會干擾載荷循環的相對時間。時間轉移大幅降低了摩擦損失，更多的能量可用來切削巖石。首次結果顯示效率提高了30%至40%，減少摩擦可使耐用性提高兩倍。              
對該模型進行更詳細的描述：比如已使用并分析軸向阻尼、井壁摩擦及偏差，輸出結果用來改進工具。AST工具得到了廣泛認可，比如大西洋的深水作業和美國頁巖油氣田。在過去五年內，AST工具的使用逐年增加，成為增長最快的鉆井新技術。
目前，二疊紀盆地一半以上的旋轉導向作業均使用了AST工具。Cimarex公司分享了其2018年的內部統計數據，該報告基于68口井，顯示AST工具影響了鉆頭的耐用性：AST工具投入使用后，進尺超過3000英尺（1000米）的鉆頭數量增加了四倍。   
  為獲得AST工具在單井的使用信息，2020年，Tomax公司在現場使用了基于微電子的新解決方案，該系統記錄了AST工具的現場使用載荷，即中心螺旋的轉換能量。記錄的數據對驗證價值（包括工具及優化鉆頭的選擇）非常有用。
2021年初夏，Tomax公司現場使用了帶彈簧變位特征的AST工具，作業者將其與最具攻擊性的鉆頭配套使用。使用的井眼是一口評價井，井斜較小。該鉆井系統打破了挪威大陸架所有井段的鉆速記錄。鉆頭在24小時內穿越了數個地質年代，垂直深度達2000米，且PDC鉆頭的磨損極小，鈍鉆頭分級為0-0-IN。結果表明：與剛性系統相比，鉆井效率相當于平均日進尺提高了兩倍。