以牙輪鉆頭的結構為依據(jù),可以將其分為水眼,、軸承,、巴掌,、牙輪以及鉆頭體這五個部分.如果是密封噴射式的牙輪鉆頭,在一般情況下還包括儲油補償系統(tǒng)這一部分.螺紋一般會在牙輪鉆頭的上部,鉆柱與螺紋進行相互連接,鉆頭下部會存在牙輪,其上帶有三個巴掌,牙輪軸上裝上牙輪,牙輪軸與各個牙輪之間裝有軸承,牙輪會通過其自身所帶的切削齒進行破碎巖石工作.鉆井液的通道就是鉆頭的水眼.在進行石油鉆井工作的過程中,通過鉆進過程中的橫向剪切作用,、縱向振動作用,牙輪鉆頭會實現(xiàn)破碎巖石的目的,從而能夠提升鉆井速度.在選擇牙輪鉆頭當做石油鉆井工具時,需要按照鉆井設備的實際情況、地層的實際條件以及相鄰油井的地質資料,、地層資料來進行牙輪鉆頭的選型.在進行選擇時,需要考慮的問題主要有以下幾點:
首先,應考慮鉆井地層中的軟硬交錯情況是否存在;其次,應考慮在石油鉆井工作中是否需要防斜鉆進,、曲線作業(yè);
再次,應考慮同一油井中的不同鉆進井段的實際深淺情況;
然后,應考慮鉆井地質、地層的可研磨性以及軟硬程度 .

從鑲齒三牙輪鉆頭廠商和研究機構在鑲齒三牙輪鉆頭保徑結構研究應用動態(tài)可以看出,人們逐漸認識到保徑結構對鉆頭機械鉆速和壽命有較大影響,尤其在定向井和水平井應用的鉆頭影響較大,研究開發(fā)的新型鉆頭保徑結構在鑲齒三牙輪鉆頭應用中取得了好的效果.鑲齒三牙輪鉆頭保徑結構從被動保徑發(fā)展到主動保徑,保徑材料從低耐磨材料發(fā)展到高耐磨的復合材料,鉆頭保徑結構和材料的改進大大提高了鉆頭性能,進一步提高了鉆頭的機械鉆速和壽命.國內(nèi)外在保徑結構及材料研究方面有相應差距,國內(nèi)相關鉆頭研究機構和廠商應進一步加強對保徑結構及材料的研究,尤其注重在鉆頭中研究應用一些主動保徑結構,進一步提高國產(chǎn)鑲齒三牙輪鉆頭性能,為鉆井用戶提供適應鉆井新工藝的高速鉆頭.

鑲齒三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,尤其是近十年進步較快.使用壽命和鉆速兩個性能指標,它們之后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較大,其中鉆頭切削結構的改進是提高鉆頭的機械鉆速較直接的方法.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(fā)明了楔形齒,、勺形齒,、偏頂勺形齒、等磨損齒等等.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(fā)出來并應用到鑲齒三牙輪鉆頭上取得了良好的效果.此外,通過不斷的創(chuàng)新的鑲齒三牙輪鉆頭在鉆頭某一煤層的過程中,在此同時為很大段煤層的鉆進穩(wěn)定性問題提供了充分的保證.