PDC牙輪鉆頭水馬力,切削件和動態穩定性的改進導致PDC鉆頭的機械鉆速和壽命大幅度增長.過去,PDC鉆頭只限于鉆軟到中硬地層,不能鉆研磨性地層.今天,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.Verel 國際公司認為PDC牙輪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牙輪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牙輪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.