牙輪鉆頭作為一種鉆削巖層的工具，已被廣泛應(yīng)用，鉆頭性能的顯著改進(jìn)直接降低鉆井成本,尤其是近十年進(jìn)步最快.使用壽命和鉆速兩個性能指標(biāo),它們最終確定鉆頭影響鉆井成本的程度.提高鉆頭的機(jī)械鉆速和使用壽命是降低鉆井成本的有效途徑,有資料證實,鉆速的改進(jìn)比鉆頭壽命的改進(jìn)對降低鉆井成本的影響更大,其中鉆頭切削結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是提高鉆頭的機(jī)械鉆速最直接的方法.
          很長時間以來,人們對切削結(jié)構(gòu)的改進(jìn)主要集中于主切削齒結(jié)構(gòu),例如在硬質(zhì)合金齒結(jié)構(gòu)方面,人們先后發(fā)明了楔形齒、勺形齒、偏頂勺形齒、等磨損齒等等.最近十年來,人們逐漸認(rèn)識到保徑結(jié)構(gòu)也對鉆頭機(jī)械鉆速和壽命有較大影響,尤其在大斜度井和水平井應(yīng)用的鉆頭要求具有合理的保徑結(jié)構(gòu),許多新型保徑結(jié)構(gòu)被研究開發(fā)出來并應(yīng)用到牙輪鉆頭上取得了良好的效果.
           牙輪鉆頭具有良好的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
          1. 牙輪鉆頭具有滾動密封軸承結(jié)構(gòu)，圓柱滾動體置于牙輪體凹槽內(nèi)，加大了軸頸尺寸，在使用中具有更好的性能。
          2. 在牙輪鉆頭止推軸承副表面分別進(jìn)行減磨處理及硬化處理，減少鉆頭的摩擦力，保護(hù)鉆頭的抗硬化能力。
          3. 采用可耐250°C高溫、抗磨損的新型潤滑脂。
          4. 采用可限制壓差并防止鉆井液進(jìn)入潤滑系統(tǒng)的全橡膠儲油囊，為軸承系統(tǒng)提供了良好的潤滑保證。
          牙輪鉆頭是一種減速鉆頭，即牙輪的轉(zhuǎn)速要比鉆頭的轉(zhuǎn)速要小，主要以刮削破碎巖石，適應(yīng)于高轉(zhuǎn)速、高鉆壓下的老井開窗側(cè)鉆、老井加深等小井眼鉆井作業(yè)，在鉆井中發(fā)揮重要作用。牙輪鉆頭的優(yōu)勢在于：應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，不但適用于側(cè)鉆井施工，而且可在中深井中使用，在鉆井中展現(xiàn)重要優(yōu)勢。       
          工作扭矩比PDC鉆頭在相同鉆壓和地層的條件下更低，可減少小尺寸鉆具脹扣問題，避免井下事故。 牙輪鉆頭兼有三牙輪鉆頭和PDC鉆頭的優(yōu)點(diǎn)，又分別彌補(bǔ)了二者的不足，比三牙輪鉆頭更適用于強(qiáng)度和塑性同時都大的地層，同時也能適用于PDC鉆頭難于對付的硬夾層和其它復(fù)雜地層。