大量的發明和技術突破使PDC鉆頭的鉆速更快、鉆井質量更好而且鉆井深度更深，其應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年中開發出了很多用于預測PDC鉆頭作用力的模式。目前在單牙輪鉆頭模式中通常考慮PDC鉆頭切削件的特性，以及巖石力學特性。

       3．基本結構PDC鉆頭的結構取決于很多因素，如鉆進能力（鉆速）、水馬力、導向能力和耐磨性等。鉆頭與地層作用的結構分為3部分：切削結構，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、切削件的數量和尺寸是影響鉆頭鉆進能力的主要參數。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。要根據所鉆地層和鉆井條件選擇切削件的數量和尺寸。

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

       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。常規噴嘴為圓筒形，并能在巖石表面產生均衡的壓力分布。目前已開發出非圓筒形噴嘴。

       6．怎樣選擇PDC鉆頭今天，專用PDC鉆頭的設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。最近開發的軟件可以預測巖石強度和評價PDC鉆頭的性能，可以幫助選擇鉆頭。同時正在研究鉆井參數和水力條件對鉆頭結構的影響以便調整鉆頭的設計。