牙輪鉆頭除了對井底巖石產(chǎn)生沖擊、壓碎作用外，還對井底巖石產(chǎn)生剪切作用。牙輪在井底滾動的同時(shí)還產(chǎn)生牙齒對井底的滑動，牙齒的滑動對井底巖石形成剪切作用， 像刮1刀鉆頭那樣刮削井底。牙齒的滑動主要是由牙輪的超頂、副錐和移軸布置引起的。5、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，并保證“O”形密封圈正常工作，提高了鉆頭工作壽命。牙輪的超頂布置復(fù)錐牙輪引起切線方向的滑動， 牙輪的移軸布置則引起軸向方向的滑動。一般地，鉆軟到中硬地層的鉆頭兼有超頂、復(fù)錐和移軸；鉆中硬到硬地層的鉆頭在設(shè)計(jì)上有超頂和復(fù)錐；鉆極硬和研磨性較強(qiáng)地層的鉆頭常采用單錐牙輪，不超頂也不移軸。

牙輪鉆頭的優(yōu)點(diǎn)：

1.沖擊和剪切雙重作用破巖，既有牙齒的沖擊又有滑動引起的剪切，破巖效1率高。

2.適應(yīng)地層范圍廣，適合在所有地層中鉆進(jìn)。

3.鉆頭自洗效果好，不容易泥包。

4.鉆頭成本較低。

地層巖性對鉆頭失效的影響表如今鉆井技能上：影響鉆進(jìn)速度、鉆頭進(jìn)尺；使鉆井進(jìn)程呈現(xiàn)井漏、井噴、井塌和卡鉆等復(fù)雜情況；使泥漿功能發(fā)作改變；影響井眼質(zhì)量，如井斜、井徑不規(guī)則，進(jìn)而影響固井質(zhì)量。經(jīng)過剖析地層巖性及其對鉆井技能的影響，可對鉆頭選型和運(yùn)用的合理性進(jìn)行判別。為了有效地破碎巖石，必須對鉆頭施加足夠的軸向壓力，以便由牙輪齒引起的應(yīng)力足以克服巖石抗壓強(qiáng)度，但施加給鉆頭的軸壓里有一定的合理值，即不能過大，也不能過小。

砂巖：其性質(zhì)依顆粒的巨細(xì)、成分以及膠結(jié)物的不一樣有很大不一樣。顆粒越細(xì)、石英顆粒越多、硅質(zhì)和鐵質(zhì)膠結(jié)物越多則越硬，對鉆頭磨損越大，如石英砂巖；泥質(zhì)膠結(jié)物越多，云母和長石的成分越多則較軟易鉆；顆粒越粗，膠結(jié)物越少，滲透性越好，易發(fā)作泥漿的滲透性漏失，并在井壁上構(gòu)成較厚的泥餅，致使粘附卡鉆等復(fù)雜情況，構(gòu)成鉆頭的非正常運(yùn)用。牙輪鉆頭工作時(shí)切削齒交替接觸井底，破巖扭矩小，切削齒與井底接觸面積小，比壓高，易于吃入地層。

礫巖：在礫巖層中鉆進(jìn)易發(fā)作跳鉆、蹩鉆和井壁垮塌；當(dāng)泵排量小或泥漿粘度低時(shí)，礫石顆粒不易上返，對鉆頭牙輪體和牙齒損壞較大。

   石灰?guī)r：通常質(zhì)硬，鉆速慢、進(jìn)尺少。有的有縫縫洞洞發(fā)育，鉆遇縫洞時(shí)，會致使蹩鉆、放空、泥漿漏失等，井漏后有時(shí)還會發(fā)作井噴。

石灰?guī)r地層對鉆頭進(jìn)尺、機(jī)械鉆速和鉆頭失效影響很大。別的，當(dāng)?shù)貙榆浻步豢?，如泥巖與較硬的砂巖相間，易發(fā)作井斜；地層傾角較大時(shí)易發(fā)作井斜。在巖石較硬地層穿孔時(shí)，我們通常采用球齒鉆頭，由于球齒鉆頭的輪齒突出較短，但布齒較密，可以經(jīng)受較大的軸壓，適用于在極硬而又耐磨的礦巖中穿孔。鉆頭在斜井中鉆進(jìn)易構(gòu)成損壞。當(dāng)巖層中含有可溶性鹽類，如石膏層、巖鹽層等，會損壞泥漿的功能，影響到鉆頭的正常運(yùn)用。