新型切削齒的設(shè)計和制造采用了一種技術(shù)，在實驗室實驗和現(xiàn)場試驗中都顯示了好性能。制造工藝采用了兩個高溫高壓步驟：一個高溫高壓步驟是采用常規(guī)高溫高壓參數(shù)制作聚晶金剛石坯體，二個高溫高壓步驟是在超高溫高壓參數(shù)條件下將聚晶金剛石坯體粘附在碳化鎢襯底上。與常規(guī)一次制作完畢的工藝相比較，這種制作方法有如下優(yōu)點：
（1）存在于聚晶金剛石坯體內(nèi)部的殘余應力和在聚晶金剛石坯體與碳化鎢襯底交界面附近的殘余應力得到了化；
（2）更高的高溫高壓使切削齒的微結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化提高。
實驗室實驗顯示這種新型切削齒的耐磨性和抗熱疲勞能力比常規(guī)切削齒強得多，而且抗沖擊性沒有降低。在高硬度高研磨性的花崗巖材料上進行的實驗室實驗顯示這種新型切削齒的磨損壽命是常規(guī)切削齒的3-4倍。
新型齒目的旨在提高能夠體現(xiàn)PDC切削齒壽命的三個關(guān)鍵功能性質(zhì)，即熱穩(wěn)定性、耐磨性和抗沖擊性。一般來說，耐磨性和熱穩(wěn)定性對于鉆砂巖、粉砂巖以及其它一些研磨性地層非常重要，而鉆高強度地層和交互地層的時候則更需要抗沖擊性強的切削齒。
冠部輪廓
牙輪鉆頭采用淺內(nèi)錐、雙圓弧幾何外形；采用同軌布齒等方式，提高鉆頭穩(wěn)定性，以及適應地層高研磨性等特點設(shè)計；保徑在常規(guī)保徑方式基礎(chǔ)上,在保徑面上增加了平焊復合片；增強了保徑的耐磨強度及保徑效果，同時增加了保徑面的光滑性，在大斜度定向井及水平井中減小鉆頭自身磨阻效果尤為。 PDC鉆頭冠部輪廓是根據(jù)地層特點，按照鉆頭設(shè)計原則（等切削原則、等磨損原則、等功率原則）進行的。鉆頭設(shè)計原則不同，針對川慶地區(qū)的多夾層地層的特點，采用等磨損原則和等切削原則相結(jié)合進行冠部輪廓設(shè)計，結(jié)合鉆頭設(shè)計經(jīng)驗和使用鉆頭類比，確定出適合鉆進研磨性高多夾層地層的鉆頭冠部輪廓形狀：淺錐、雙圓弧冠部輪廓（見圖2）。這種雙圓弧形輪廓剖有的特點一是使得鉆頭表面盡可能有效地布置切削齒，二是使鉆頭從鼻部切削齒到保徑切削齒能夠圓滑地過渡；從而增加鉆頭的耐磨性能。
雙級切削結(jié)構(gòu)
在重點切削部位，尤其巖石切削量大線速度高的鉆頭鼻部增加后輔助切削齒，不增加了金剛石總量及抗研磨性，也解決了在復雜地層條件下，尤其是軟硬交錯、夾層互層較多的層位，復合片吃入地層過大，造成的扭矩突然增加帶來的復合片沖擊破碎問題，避免了復合片及鉆頭的先期損壞。
雙重保護切削結(jié)構(gòu)設(shè)計
定向井鉆頭需要完成位移的調(diào)整、造斜、扭方位、入窗等多個工況，對PDC鉆頭的綜合性能要求較高。合理的設(shè)計吃入控制機構(gòu)，能夠既有效地控制滑動鉆進時的鉆頭扭矩、減少工具面波動，又不會明顯降低復合鉆進時的機械鉆速[7]。綜合考慮隴東區(qū)塊地層情況和復合鉆井特點，終采用雙重保護切削結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)不可以獲得穩(wěn)定的鉆頭工作扭矩，對提高鉆頭壽命也起到重要的作用：在鉆頭鉆遇硬地層時，輔助切削齒分擔冠部切削齒的鉆壓，減小冠部切削齒的損壞幾率，同時參與切削巖層，增加鉆頭的使用壽命。在進入軟地層時，這種雙重切削結(jié)構(gòu)可以減緩鉆壓的突然改變，減小鉆頭的震動，從而保護切削齒不受損壞。
圖1雙重保護切削結(jié)構(gòu)
橫向運動減緩技術(shù)
在鉆頭的規(guī)徑切削齒區(qū)域和肩部切削齒區(qū)域鑲裝了一種材料（或保徑齒），它了規(guī)徑切削齒和肩部切削齒能夠在井底橫向的瞬時切入；降低了發(fā)生橫向振動時的橫向切削載荷；組織因橫向沖擊造成的復合片的先期損壞而減低耐磨性，延長鉆頭使用壽命。
