牙輪鉆頭作為一種鉆削巖層的工具，已被廣泛應用，鉆頭性能的顯著改進直接降低鉆井成本,尤其是近十年進步最快.使用壽命和鉆速兩個性能指標,它們最終確定鉆頭影響鉆井成本的程度.提高鉆頭的機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,鉆速的改進比鉆頭壽命的改進對降低鉆井成本的影響更大,其中鉆頭切削結構的改進是提高鉆頭的機械鉆速最直接的方法.
          很長時間以來,人們對切削結構的改進主要集中于主切削齒結構,例如在硬質合金齒結構方面,人們先后發明了楔形齒、勺形齒、偏頂勺形齒、等磨損齒等等.最近十年來,人們逐漸認識到保徑結構也對鉆頭機械鉆速和壽命有較大影響,尤其在大斜度井和水平井應用的鉆頭要求具有合理的保徑結構,許多新型保徑結構被研究開發出來并應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構特點：
          1. 牙輪鉆頭具有滾動密封軸承結構，圓柱滾動體置于牙輪體凹槽內，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行減磨處理及硬化處理，減少鉆頭的摩擦力，保護鉆頭的抗硬化能力。
          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入潤滑系統的全橡膠儲油囊，為軸承系統提供了良好的潤滑保證。
          牙輪鉆頭是一種減速鉆頭，即牙輪的轉速要比鉆頭的轉速要小，主要以刮削破碎巖石，適應于高轉速、高鉆壓下的老井開窗側鉆、老井加深等小井眼鉆井作業，在鉆井中發揮重要作用。牙輪鉆頭的優勢在于：應用領域比較廣，不但適用于側鉆井施工，而且可在中深井中使用，在鉆井中展現重要優勢。       
          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鉆頭的優點，又分別彌補了二者的不足，比三牙輪鉆頭更適用于強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雜地層。