以牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)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(shè)備的實際情況,、地層的實際條件以及相鄰油井的地質(zhì)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(yīng)考慮鉆井地層中的軟硬交錯情況是否存在;其次,應(yīng)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(yīng)考慮同一油井中的不同鉆進井段的實際深淺情況;
然后,應(yīng)考慮鉆井地質(zhì),、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(gòu)在鑲齒三牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)研究應(yīng)用動態(tài)可以看出,人們逐漸認識到保徑結(jié)構(gòu)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(yīng)用的鉆頭影響較大,研究開發(fā)的新型鉆頭保徑結(jié)構(gòu)在鑲齒三牙輪鉆頭應(yīng)用中取得了好的效果.鑲齒三牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)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(fù)合材料,鉆頭保徑結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)及材料研究方面有相應(yīng)差距,國內(nèi)相關(guān)鉆頭研究機構(gòu)和廠商應(yīng)進一步加強對保徑結(jié)構(gòu)及材料的研究,尤其注重在鉆頭中研究應(yīng)用一些主動保徑結(jié)構(gòu),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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的改進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.人們逐漸認識到保徑結(jié)構(gòu)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(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.