纵观整个钻井历史， 据美国《油气杂志》介绍。人们一直把 " 重金属 " 置于钻井工具的前缘，将其作为切削元件用以磨碎、破碎或凿碎地层岩石。最初，大多数油井都是采用冲击钻井方式，１９世纪和２０世纪，钢材技术的进步导致了能够在软岩层中快速钻进的旋转式钻头的呈现。

 钢材也会快速磨损，即使是软岩层中。所以在钻头上要经常镶以碳化钨齿或整体覆盖碳化钨外层。此类碳化钨材料比钢材更脆，但具有更强的抗冲蚀能力。美国休斯公司于１９０９年最早发明了滚动牙轮钻头之后，人们硬面敷焊方面取得了一些重大的发展，导致开放式轴承钻头的使用寿命大为延长。然后又于１９５１年出现了第一代 " Ｏ " 形圈和润滑脂密封轴承碳化钨镶齿钻头，再后来又出现了滑动轴承钻头。这段时期，牙轮钻头是钻井界的必选工具。

 金刚石作为新兴切削元件应运而生

 地质学家首次将天然金刚石用于钻井作业后，１９１０年。一种新型切削元件便诞生了空心的取心钻头被用于钻出圆形井筒并取出岩柱以作分析，这种方法以前多用于矿物勘探作业。这种用途中，将金刚石用作钻井切削元件应运而生。尔后的几年中，人们明显地看到金刚石钻井技术为油田作业带来了很大的发展潜力。

 金刚石的硬度是钢材的１０倍；而与硬质合金相比，作为人类所知的最硬的资料。金刚石的硬度是碳化钨硬质合金的２倍，耐磨性是硬质合金的１０倍；金刚石的抗压强度是花岗岩的２０倍。所以，油田钻井作业中使用金刚石已成为不可逆转的趋势。

 但全井眼金刚石钻井钻头却是２０世纪５０年代才首次被作为商业产品在石油工业界推出的当时在钻头上使用的工业级天然金刚石，尽管早期也出现过一些原型产品。这类金刚石被破碎并处理成一定的规格和标准的圆形颗粒。由于金刚石是地层深处经由几千年的高温高压过程而形成的所以它特别适用于在硬岩地层中钻井。