鉆頭選型和鉆頭使用的依據是巖石的機械物理性能和地層條件。與鉆頭使用密切相關的巖石性質是:硬度、塑性和研磨性。
巖石的硬度是指巖石抵抗鉆頭切削件壓入的能力。巖石的硬度與巖石顆粒的成分、大小及顆粒間的膠結物性質有關。比較級別為:1級—滑石;2級—石膏;3級—方解石;4級—螢石;5級—灰石;6級—正長石;7級—石英;8級—黃玉;9級—剛玉;10級—金剛石。級數越高,硬度越大,鉆速越慢。
巖石的塑性與脆性是兩個對立的概念,物體在破壞前呈塑性變形的性質叫塑性,物體在破壞前不發生塑性變形的性質叫脆性。塑性大的物體沒有脆性或脆性很小,反之,脆性大的物體沒有塑性或塑性很小。
對巖石而言,可分為三類,一類是在破壞前不發生塑性變形的脆性巖石,如花崗巖、石英砂巖;二類是在破壞前塑性變形很大的塑性巖石,如泥巖;三類是在破壞前呈現不大的塑性變形后即破碎的塑脆性巖石,如泥質膠結的砂巖。巖石的研磨性指在巖石與鉆頭接觸的表面上,巖石和巖屑對鉆頭的磨損作用。巖石磨損鉆頭的能力叫巖石的研磨性,與巖石本身的成分、顆粒大小和形狀等有關。巖石的研磨性越大,鉆頭磨損越嚴重,鉆頭總進尺就越少。
一般來說適用于中硬地層,比如說卵石,花崗巖等。用金剛石電鍍鉆頭。有速度快、進尺多、壽命長、工作平穩、井下事故少、井身質量好等優點。
一般用于硬度鉆頭,用金剛石熱壓鉆頭。
一般用于軟的地層,用復合片鉆頭或者合金鉆頭。