PDC（复合片）钻头是现在矿山开采、钻井必不可少的设备之一，产品的需求，也注定这一生产行业的快速发展，其中，PDC钻头的设计理论发展很重要，好的设计才能制造出好的设备来，我国钻头设备就随着时代在不断发展。

常规PDC（复合片）钻头是根据钻头受力平衡原则设计，假设在钻进过程中切削齿受力不变，作用在钻头切削齿上的所有力都可以分解为一轴和一径向力，并认为径向力是钻头不平衡力。在设计中，要求所有切削齿的径向合力趋于零。

金刚石复合片钻头设计的核心内容是布置切屑齿。传统的设计思想是等切削原理或等磨损原理。当钻头报废时各切削齿均有比较均衡的磨损状态。这和机械上的“等强度设计”是同意概念。同时配合以合理的布齿及水力设计，则可基本实现强制平衡。

改善钻头稳定性的另一种方法是在钻头表面布置一些能在井底切削出稳定环的切削齿，阻止钻头的水平位移。钻头的头型设计和切削齿的切削角度对钻头的涡动有一定的影响，选择适宜的头型和合理的切削角度有助于改善钻头的稳定性，提高使用寿命。

目前PDC钻头的设计理论主要包括破岩机理研究、切削力学研究、钻进过程中的震动和涡动现象动力学研究、水力学研究以及有限元强度分析和工作性能预测研究。在这些新理论的指导下出现了许多新型的PDC钻头。如一种称之为第四代产品的防涡动PDC钻头，在设计中采用了一些非常规的设计方法。