PDC金刚石钻头的破岩机理与井底过程有其特异之处。尽管在制造时通过混料工艺,金刚石的颗粒在胎体粉料中是比较均匀分布的,但通过压制成形、烧结等工艺,其在胎体中分布仍是随机的。从微观的角度分析,在每瞬间参加破岩的金刚石数目和出刃的形状是变化的;作为支撑和PDC金刚石基础的胎体,其磨损率和磨损状态对各种岩层而言差别也是很大的。
金刚石的莫氏矿物硬度比9级的刚玉高七倍,比坚硬的岩石高出几倍到几十倍。用于制造PDC钻头JR,品级的金刚石,其出厂强度在180MPa以上。在实际钻进中,有的钻头寿命可达百米以上,有的只有几米。钻进过程合理性及钻头对所钻地层的适应性,也是很重要的因素。
随着测试技术和实验手段的发展,早先被人们视为凭经验和技巧的金刚石钻头的钻进工艺,已经可以通过监测井底过程和模拟钻进的方法,用实验的数据和微观的观测来描述井底的碎岩过程和钻进工作状态。