钻头是石油钻探中最重要的工具，其质量好坏直接关系到油气勘探的成败。目前我国使用的钻头主要是牙轮钻头和金刚石复合片锥齿式直槽钻头两种。由于金刚石复合片锥齿式直槽钻头的价格昂贵、制造要求高，国内只有少数几家单位能生产。而牙轮钻头的使用范围广、价格，因此应用较为广泛。但近年来随着对地质认识程度的提高及地质资料的积累，人们对牙轮钻孔提出了更高的要求：即孔深增加、孔径减小和排屑性能改善等（图1）。
孔深加深
由于地层岩性的差异性以及地层的埋藏深度不同等原因造成在相同条件下所得到的岩石力学性质也不同，从而影响到岩石的强度和抗剪强度；同时地层岩性的变化也会使岩石的结构发生变化（如图2所示）。当采用常规方法进行成井时，由于受到井身结构的影响使得所获得的地质资料不能真实反映地下实际的情况；而通过采用大口径泥浆泵压裂或水平定向井技术后获得的地层剖面则能够真实的反映出地下情况并指导今后的勘探工作。