大量的發(fā)明和技術(shù)突破使PDC鉆頭的鉆速更快、鉆井質(zhì)量更好而且鉆井深度更深，其應(yīng)用范圍也擴大到硬地層和研磨性地層。PDC鉆頭的具體進步如下：

       1．材料與牙輪鉆頭的不同之處是，PDC鉆頭沒有運動部件。PDC鉆頭的胎體可用鋼和碳化鎢兩種材料來制造。鋼體PDC鉆頭的主要缺點是抗沖蝕性能不如混合體鉆頭，鋼體鉆頭一般用于鉆軟到中等研磨性地層和鉆大井眼。PDC鉆頭的技術(shù)進步：首先是采用了抗研磨性和抗沖擊性更好的人造金剛石材料；其次是聚晶金剛石薄片與碳化鎢圓片接觸面的幾何形狀也有了改進；PDC鉆頭的熱穩(wěn)定極限也由原先的700oC提高到1150o。

       2．切削機理PDC鉆頭的破巖機理是剪切。鉆頭的剪切作用在破巖時起主要作用。在過去的30年中開發(fā)出了很多用于預(yù)測PDC鉆頭作用力的模式。目前在單牙輪鉆頭模式中通?？紤]PDC鉆頭切削件的特性，以及巖石力學(xué)特性。

       3．基本結(jié)構(gòu)PDC鉆頭的結(jié)構(gòu)取決于很多因素，如鉆進能力（鉆速）、水馬力、導(dǎo)向能力和耐磨性等。鉆頭與地層作用的結(jié)構(gòu)分為3部分：切削結(jié)構(gòu)，主動保徑和被動保徑。PDC鉆頭的鉆進能力無疑是影響鉆井成本最重要的因素。PDC鉆頭切削件的特性、后耙角、切削件排布、切削件的數(shù)量和尺寸是影響鉆頭鉆進能力的主要參數(shù)。通常，減小切削件的后耙角可以提高鉆速，但切削件的抗沖擊能力下降。要根據(jù)所鉆地層和鉆井條件選擇切削件的數(shù)量和尺寸。

       4．穩(wěn)定性PDC鉆頭的穩(wěn)定性對鉆井效率來說是極其重要的因素。穩(wěn)定性好的鉆頭可以提高鉆速，延長鉆頭壽命，提高井眼質(zhì)量，而且可以減少對井下設(shè)備的損壞。抗渦旋和降摩擦保徑塊等技術(shù)的應(yīng)用使PDC鉆頭更加穩(wěn)定。

       5．水力噴嘴尺寸的互換性取決于多種因素，主要因素是鉆頭尺寸和推薦的水馬力設(shè)計。鉆頭的水馬力有兩種功能：首先是用鉆井液清潔切削件和防止鉆頭泥包；其次是通過鉆井液冷卻切削件并保持切削件的溫度低于700oC的臨界溫度。常規(guī)噴嘴為圓筒形，并能在巖石表面產(chǎn)生均衡的壓力分布。目前已開發(fā)出非圓筒形噴嘴。

       6．怎樣選擇PDC鉆頭今天，專用PDC鉆頭的設(shè)計主要取決于要鉆巖層的特性。因此，利用鄰井的測井資料研究鉆遇巖層的類型是至關(guān)重要的。地層的機械和物理性能（抗壓強度、研磨性和孔隙壓力）是影響選擇鉆頭的主要因素。最近開發(fā)的軟件可以預(yù)測巖石強度和評價PDC鉆頭的性能，可以幫助選擇鉆頭。同時正在研究鉆井參數(shù)和水力條件對鉆頭結(jié)構(gòu)的影響以便調(diào)整鉆頭的設(shè)計。