在打井工程中，当遇到坚硬岩石层时，钻头的选择直接关系到钻井效率、成本以及工程的顺利推进。不同类型的钻头具有各自的特点和适用范围，合理选用对于攻克坚硬岩石层至关重要。
牙轮钻头是一种常用的应对坚硬岩石的钻头。它由多个牙轮组成，牙轮上镶嵌着硬质合金齿或金刚石复合片。在旋转钻进时，牙轮的滚动和牙齿对岩石的冲击、切削作用，能够有效地破碎坚硬岩石。其优点在于适应多种岩石类型，尤其是在中硬到坚硬且研磨性较强的地层中表现出色。牙轮钻头的设计使其能够承受较大的钻压，通过牙齿的不断冲击，可以逐步破碎岩石，钻进过程相对稳定。然而，牙轮钻头的转速相对较低，在一些对钻进速度要求极高的项目中可能会略显不足，且随着使用时间增长，牙齿磨损后需要及时更换或维修，否则会影响钻进效果。
金刚石钻头则是另一种在坚硬岩石层打井的利器。它利用金刚石极高的硬度来切削岩石。金刚石钻头分为天然金刚石钻头和人造金刚石钻头。天然金刚石钻头成本高昂，但耐磨性和切削性能极佳，适用于极硬且均质的岩石地层。人造金刚石钻头则具有性价比高的优势，在市场上应用更为广泛。金刚石钻头的切削刃锋利，能够在岩石表面形成连续的切屑，钻进效率较高，并且钻出的井壁相对光滑，有利于后续的井管安装等作业。不过，金刚石钻头对钻压和转速的匹配要求较为严格，操作不当容易导致金刚石的过早损坏，而且在含有硬夹层或不均质岩石地层中，其适应性可能会受到一定限制。
冲击钻头也是可考虑的选择之一。它主要依靠钻头的上下往复冲击运动来破碎岩石，类似于传统的凿岩方式。这种钻头在破碎坚硬岩石时具有独特的优势，对于一些脆性较大的坚硬岩石层，冲击钻头能够快速地将其击碎。其结构相对简单，成本较低，在一些小型打井工程或对设备要求不高的场景中有一定应用。但冲击钻头的钻进速度相对较慢，且对操作人员的体力和操作技能要求较高，在大规模、深度较大的打井项目中，整体效率可能不如前两者钻头。
在实际打井过程中，遇到坚硬岩石层时，还需要综合考虑地层的具体特性、打井深度、设备配套情况以及工程预算等多方面因素来确定钻头类型。有时，甚至可能需要采用多种钻头组合使用的方式，先利用冲击钻头破碎岩石表面的硬壳或处理局部硬夹层，再换用牙轮钻头或金刚石钻头进行高效钻进，以达到最佳的打井效果，确保工程顺利进行并控制成本。
