上世紀初，牙輪鉆頭代替刮刀鉆頭在硬質研磨性地層應用，但這種鉆頭在鉆頁巖和其他塑性巖層中的缺點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，泥包現象會更加嚴重。為了解決這個問題，多年來各鉆頭制造商對牙輪鉆頭進行了各種改進，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合。隨著PDC 鉆頭的推廣應用，以及PDC 切削齒技術的改進，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、研磨性地層以及復雜定向鉆井作業中，由于性能的限制，PDC 鉆頭無法取代牙輪鉆頭。 　　為了發揮牙輪鉆頭和PDC 的優點，貝克休斯公司最近開發出集成了牙輪和PDC 鉆頭的新一代的復合鉆頭。現推出的復合鉆頭共有兩種設計，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）。這些鉆頭的設計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。