上世紀(jì)初，牙輪鉆頭代替刮刀鉆頭在硬質(zhì)研磨性地層應(yīng)用，但這種鉆頭在鉆頁巖和其他塑性巖層中的缺點(diǎn)主要是壓持作用造成井底泥包，而隨著鉆深和井底壓力以及泥漿比重的增加，泥包現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。為了解決這個(gè)問題，多年來各鉆頭制造商對牙輪鉆頭進(jìn)行了各種改進(jìn)，但收效甚微。考慮到刮刀鉆頭或固定切削齒鉆頭在此方面受到的影響較小，人們開始嘗試將兩種鉆頭相結(jié)合。隨著PDC 鉆頭的推廣應(yīng)用，以及PDC 切削齒技術(shù)的改進(jìn)，固定切削齒PDC 鉆頭在多種地層中逐漸取代牙輪鉆頭。但在硬質(zhì)、研磨性地層以及復(fù)雜定向鉆井作業(yè)中，由于性能的限制，PDC 鉆頭無法取代牙輪鉆頭。 　　為了發(fā)揮牙輪鉆頭和PDC 的優(yōu)點(diǎn)，貝克休斯公司最近開發(fā)出集成了牙輪和PDC 鉆頭的新一代的復(fù)合鉆頭。現(xiàn)推出的復(fù)合鉆頭共有兩種設(shè)計(jì)，一種是小尺寸兩刀翼、雙牙輪鉆頭，另一種為稍大尺寸的三刀翼、三牙輪鉆頭（下圖）。這些鉆頭的設(shè)計(jì)基于四刀翼和六刀翼PDC 鉆頭，而副刀翼的位置則被短尺寸的牙輪所替代。這樣，井眼的中心位置是由位于主刀翼上的PDC切削齒完成破巖的，而井眼外圍部分的鉆進(jìn)由牙輪和刀翼上的切削齒共同完成，井眼外圍部分的破巖難度較高，破巖效果主要取決于牙輪與刀翼的配合。