據(jù)美國《世界石油》雜志報(bào)道，隨著鉆井作業(yè)商將興趣逐漸轉(zhuǎn)向固定切削齒鉆頭，各鉆頭制造商也迅速投入新產(chǎn)品的開發(fā)以滿足鉆井市場日益增長的需求，同時(shí)也仍有各種特殊的牙輪鉆頭結(jié)構(gòu)面世以滿足特定的鉆井用途。
　　
　?。校模勉@頭、牙輪鉆頭各有所長
　　
　　在過去的一年間，全球油氣鉆井活動(dòng)充分反映出了原油價(jià)格的持續(xù)增長情況，而且，也正如人們所期望的那樣，所有的牙輪鉆頭和固定切削齒鉆頭制造商，都感受到了用戶對(duì)其產(chǎn)品的強(qiáng)烈需求。
　　
　　雖然對(duì)牙輪鉆頭和固定切削齒鉆頭的訂貨量都有所增長，但由于ＰＤＣ鉆頭性能的不斷提高，鉆井作業(yè)商的興趣近幾年仍繼續(xù)偏重于固定切削齒鉆頭。 有數(shù)字為證：２０００年，ＰＤＣ鉆頭的鉆井進(jìn)尺僅占世界總進(jìn)尺的２６％，２００３年，這一比例上升到５０％，到２００６年，這一比例達(dá)到了６０％。
　　
　　但ＰＤＣ鉆頭用量的增加同時(shí)也取決于牙輪鉆頭市場的穩(wěn)定性。另外，牙輪鉆頭總體上成本較低，而且用于鉆某些特定地層時(shí)效果更好，因?yàn)樵诤芏喾N情況下，只有牙輪鉆頭才能同時(shí)提供鉆井所需的工具面控制和造斜率要求。
　　
　　沒有人會(huì)希望牙輪鉆頭逐漸消亡，但向ＰＤＣ鉆頭的興趣轉(zhuǎn)移可解釋為是由于當(dāng)前鉆井理念和鉆頭設(shè)計(jì)技術(shù)的較大變化所致。
　　
　　鉆頭設(shè)計(jì)需要考慮協(xié)同方案
　　
　　鉆頭設(shè)計(jì)和制造業(yè)的基本變化，正使業(yè)內(nèi)人士開始全面考慮整個(gè)鉆柱及其各種部件（包括鉆頭）對(duì)鉆井作業(yè)的影響，必須把鉆頭當(dāng)作整個(gè)鉆井系統(tǒng)的一部分，在綜合考慮其他鉆柱部件的情況下進(jìn)行鉆頭選型。這樣一來，鉆頭就必須同時(shí)與鉆井系統(tǒng)和地層匹配兼容。
　　
　　這種優(yōu)化整個(gè)鉆柱系統(tǒng)性能的協(xié)同方案，是采取某種折衷以達(dá)到最終目的。它要求必須同時(shí)考慮并最終平衡三個(gè)因素以便能夠優(yōu)化定向控制、振動(dòng)控制 和井眼質(zhì)量。這三個(gè)因素是：鉆井效率（優(yōu)化的機(jī)械鉆速、最好的耐用性及最低的鉆井成本）、可導(dǎo)向性（優(yōu)化的造斜能力和使鉆頭偏移的力）、以及穩(wěn)定性（最小 的粘－滑現(xiàn)象、鉆頭回旋以及軸向振動(dòng)）。
　　
　　在這種方案中，通過平衡鉆柱效率和穩(wěn)定性就能夠達(dá)到優(yōu)化的振動(dòng)控制。除了提高鉆頭壽命外，減小振動(dòng)還能保護(hù)比較敏感的底部鉆具組合部件和測量 儀器，并能實(shí)現(xiàn)最大化實(shí)際鉆井時(shí)間和進(jìn)尺。如果要獲得高質(zhì)量的井眼，則平衡可導(dǎo)向性和穩(wěn)定性就能實(shí)現(xiàn)平滑、一致的井眼，井壁很少或幾乎沒有螺旋或搭接痕 跡。最后，通過平衡鉆井效率和可導(dǎo)向性即可獲得理想的定向控制，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的機(jī)械鉆速和耐用性。
　　
　　鉆頭設(shè)計(jì)運(yùn)用計(jì)算機(jī)模型
　　
　　當(dāng)今的鉆頭設(shè)計(jì)師都是通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)模型和革新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并通過綜合考慮各種鉆頭特征（比如切削齒布局、牙輪和鋼齒的材料成分和結(jié)構(gòu)、軸承和 密封系統(tǒng)、硬質(zhì)合金齒的情況、硬面敷焊耐磨層、鉆頭水力結(jié)構(gòu)以及鉆頭體的結(jié)構(gòu)等）而確保上述三個(gè)因素（即鉆井效率、可導(dǎo)向性和穩(wěn)定性）的。
　　
　　在過去的一年間，計(jì)算機(jī)模型被越來越多地用于牙輪鉆頭與ＰＤＣ鉆頭的設(shè)計(jì)和制造，且軟件程序也越來越高級(jí)。這類程序應(yīng)用專有算法在模擬鉆井過 程中對(duì)各種力和鉆頭的行為建模，從而優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì)過程對(duì)提高鉆頭的機(jī)械鉆速、韌性和耐磨性、穩(wěn)定性以及可靠性都起到了很大的作用。最為重要的 是，模型程序能夠使鉆頭制造商針對(duì)特定的鉆井用途，為客戶定制專用鉆頭。