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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(gè)性能指標(biāo)，它們最終確定鉆頭影響鉆井成本的程度。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)，良多新型保徑結(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。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(shí)，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(shí)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。
從鉆頭廠商和研究機(jī)構(gòu)在三牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)研究應(yīng)用動(dòng)態(tài)可以看出，人們逐漸認(rèn)識到保徑結(jié)構(gòu)對鉆頭機(jī)械鉆速和壽命有較大影響，尤其在定向井和水平井應(yīng)用的鉆頭影響更大，研究開發(fā)的新型鉆頭保徑結(jié)構(gòu)在牙輪鉆頭應(yīng)用中取得了好的效果。鉆頭保徑結(jié)構(gòu)從被動(dòng)保徑發(fā)展到主動(dòng)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(jìn)大大提高了鉆頭性能，進(jìn)一步提高了鉆頭的機(jī)械鉆速和壽命。國內(nèi)外在保徑結(jié)構(gòu)及材料研究方面有一定差距，國內(nèi)相關(guān)鉆頭研究機(jī)構(gòu)和廠商應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)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(dòng)保徑結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高國產(chǎn)牙輪鉆頭性能，為鉆井用戶提供適應(yīng)鉆井新工藝的高效鉆頭。
石油鉆井和地質(zhì)鉆探中應(yīng)用最多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉(zhuǎn)時(shí)具有沖擊、壓碎和剪切破碎地層巖石的作用，所以，牙輪鉆頭能夠適應(yīng)軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鉆頭和長噴嘴牙輪鉆頭出現(xiàn)后，牙輪鉆頭的鉆井速度大大提高，是牙輪鉆頭發(fā)展史上的一次重大革命。牙輪鉆頭按牙齒類型可分為銑齒（鋼齒）牙輪鉆頭、鑲齒（牙輪上鑲裝硬質(zhì)合金齒） 牙輪鉆頭；按牙輪數(shù)目可分為單牙輪、雙牙輪、三牙輪和多牙輪鉆頭。目前，國內(nèi)外使用最多、最普遍的是三牙輪鉆頭。
