牙輪鑽頭是使用最廣泛的一種鑽井鑽頭。牙輪鑽頭工作時切削齒交替接觸井底，破岩扭矩小，切削齒與井底接觸麵積小，比壓高，易於吃入地層；工作刃總長度大，因而相對減少磨損。牙輪鑽頭能夠適應從軟到堅硬的多種地層。牙輪鑽頭作為一種鑽削岩層的工具已被廣泛應用，鑽頭性能的顯著改進直接降低鑽井成本，尤其是近十年進步最快。使用壽命和鑽速兩個性能指標，它們最終確定鑽頭影響鑽井成本的程度。提高鑽頭的機械鑽速和使用壽命是降低鑽井成本的有效途徑，有資料證實，鑽速的改進比鑽頭壽命的改進對降低鑽井成本的影響更大，其中鑽頭切削結構的改進是提高鑽頭的機械鑽速最直接的方法。很長時間以來，人們對切削結構的改進主要集中於主切削齒結構，例如在硬質合金齒結構方麵，人們先後發明了楔形齒、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鑽頭機械鑽速和壽命有較大影響，尤其在大斜度井和水平井應用的鑽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並應用到牙輪鑽頭上取得了良好的效果。

從鑽頭廠商和研究機構在三牙輪鑽頭保徑結構研究應用動態可以看出，人們逐漸認識到保徑結構對鑽頭機械鑽速和壽命有較大影響，尤其在定向井和水平井應用的鑽頭影響更大，研究開發的新型鑽頭保徑結構在牙輪鑽頭應用中取得了好的效果。鑽頭保徑結構從被動保徑發展到主動保徑，保徑材料從低耐磨材料發展到高耐磨的復合材料，鑽頭保徑結構和材料的改進大大提高了鑽頭性能，鑽頭軸承也採用了Seivio Cuszlub S383三牙輪鑽頭潤滑脂是合成的二合一式潤滑脂/密封脂，採用新一代全合成基礎油，並添加了極壓、抗磨、抗氧化、防锈劑等多種高效添加劑精製調配而成。設計用於油氣田高溫牙輪鑽頭軸承的密封和潤滑。進一步提高了鑽頭的機械鑽速和壽命。良好的耐高溫性能，抗剪切安定性，可防止潤滑脂在強剪切力和高溫下流失；優秀的抗磨性和極壓性，可承受最強的衝擊載荷和來自牙輪鑽頭任意方向的壓力； 良好的密封性能，能自動形成密封層以阻擋水份及粉塵污染物入侵；獨特的抗水性，當密封圈損壞時，不會因水和鑽井液侵入而造成分解和稀釋；與多種橡膠接觸兼容性良好，不會導緻 O 型圈收缩與膨脹，不會引起老化及爆裂。廣泛用於橡膠與橡膠、金屬與橡膠，如：機械密封；旋轉環和靜止環、0型橡膠圈、骨架油封、苛刻條件下運行的高溫重複載軸承，尤其適用於密封或半密封軸承的終身潤滑；適用於石油、天然氣勘探開發及地質勘探鑽井用牙輪鑽頭的滑動、滾動密封軸承的潤滑。國內外在保徑結構及材料研究方麵有一定差距，國內相關鑽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，尤其注重複在鑽頭中研究應用一些主動保徑結構，進一步提高國產牙輪鑽頭性能，為鑽井用戶提供適應鑽井新工藝的高效鑽頭。目前國內一些廠家已經開始進一步改善，採用浮動軸承結構，浮動元件由高強度、高弹性、高耐溫性、高耐磨性特點的新材料製成，錶麵經固體潤滑劑處理。在降低軸承副相對線速度的同時，減少摩擦麵溫升，能有效提高高鑽壓或高轉速鑽井工藝條件下的軸承壽命和軸承可靠性。採用高精度的金屬密封。金屬密封由一副精心設計加工的金屬密封環作為軸承軸向動密封，兩個高弹性的橡膠供能圈分別位於牙掌和牙輪密封區域內作為靜密封，優化的密封壓缩量確保了兩個金屬環密封錶麵始終保持良好接觸。鋼琴鎖緊牙輪，適應高轉速。採用可限製壓差並防止鑽井液進入潤滑係統的全橡膠儲油囊，為軸承係統提供了良好的潤滑保證。採用可耐300°C高溫Seivio Cuszlub S383三牙輪鑽頭潤滑脂。镶齒鑽頭採用高強度高韌性硬質合金齒，優化設計的齒排數、齒數、露齒高度和獨特的合金齒外形，充分發揮了镶齒鑽頭高耐磨性和優異的切削能力。鋼齒鑽頭齒麵敷焊新型耐磨材料，在保持鋼齒鑽頭高機械鑽速的同時，提高了鑽頭切削齒壽命。石油鑽井和地質鑽探中應用最多的還是牙輪鑽頭。牙輪鑽頭在旋轉時具有衝擊、壓碎和剪切破碎地層岩石的作用，所以，牙輪鑽頭能夠適應軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鑽頭和長噴嘴牙輪鑽頭出現後，牙輪鑽頭的鑽井速度大大提高，是牙輪鑽頭發展史上的一次重複大革命。牙輪鑽頭按牙齒類型可分為铣齒（鋼齒）牙輪鑽頭、镶齒（牙輪上镶裝硬質合金齒） 牙輪鑽頭；按牙輪數目可分為單牙輪鑽頭、三牙輪鑽頭和組裝多牙輪鑽頭。國內外使用最多、最普遍的是三牙輪鑽頭。

從鑽頭廠商和研究機構在三牙輪鑽頭保徑結構研究應用動態可以看出，人們逐漸認識到保徑結構對鑽頭機械鑽速和壽命有較大影響，尤其在定向井和水平井應用的鑽頭影響更大，研究開發的新型鑽頭保徑結構在牙輪鑽頭應用中取得了好的效果。鑽頭保徑結構從被動保徑發展到主動保徑，保徑材料從低耐磨材料發展到高耐磨的復合材料，鑽頭保徑結構和材料的改進大大提高了鑽頭性能，鑽頭軸承也採用了Seivio Cuszlub S383三牙輪鑽頭潤滑脂是合成的二合一式潤滑脂/密封脂，採用新一代全合成基礎油，並添加了極壓、抗磨、抗氧化、防锈劑等多種高效添加劑精製調配而成。設計用於油氣田高溫牙輪鑽頭軸承的密封和潤滑。進一步提高了鑽頭的機械鑽速和壽命。良好的耐高溫性能，抗剪切安定性，可防止潤滑脂在強剪切力和高溫下流失；優秀的抗磨性和極壓性，可承受最強的衝擊載荷和來自牙輪鑽頭任意方向的壓力； 良好的密封性能，能自動形成密封層以阻擋水份及粉塵污染物入侵；獨特的抗水性，當密封圈損壞時，不會因水和鑽井液侵入而造成分解和稀釋；與多種橡膠接觸兼容性良好，不會導緻 O 型圈收缩與膨脹，不會引起老化及爆裂。廣泛用於橡膠與橡膠、金屬與橡膠，如：機械密封；旋轉環和靜止環、0型橡膠圈、骨架油封、苛刻條件下運行的高溫重複載軸承，尤其適用於密封或半密封軸承的終身潤滑；適用於石油、天然氣勘探開發及地質勘探鑽井用牙輪鑽頭的滑動、滾動密封軸承的潤滑。國內外在保徑結構及材料研究方麵有一定差距，國內相關鑽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，尤其注重複在鑽頭中研究應用一些主動保徑結構，進一步提高國產牙輪鑽頭性能，為鑽井用戶提供適應鑽井新工藝的高效鑽頭。目前國內一些廠家已經開始進一步改善，採用浮動軸承結構，浮動元件由高強度、高弹性、高耐溫性、高耐磨性特點的新材料製成，錶麵經固體潤滑劑處理。在降低軸承副相對線速度的同時，減少摩擦麵溫升，能有效提高高鑽壓或高轉速鑽井工藝條件下的軸承壽命和軸承可靠性。採用高精度的金屬密封。金屬密封由一副精心設計加工的金屬密封環作為軸承軸向動密封，兩個高弹性的橡膠供能圈分別位於牙掌和牙輪密封區域內作為靜密封，優化的密封壓缩量確保了兩個金屬環密封錶麵始終保持良好接觸。鋼琴鎖緊牙輪，適應高轉速。採用可限製壓差並防止鑽井液進入潤滑係統的全橡膠儲油囊，為軸承係統提供了良好的潤滑保證。採用可耐300°C高溫Seivio Cuszlub S383三牙輪鑽頭潤滑脂。镶齒鑽頭採用高強度高韌性硬質合金齒，優化設計的齒排數、齒數、露齒高度和獨特的合金齒外形，充分發揮了镶齒鑽頭高耐磨性和優異的切削能力。鋼齒鑽頭齒麵敷焊新型耐磨材料，在保持鋼齒鑽頭高機械鑽速的同時，提高了鑽頭切削齒壽命。石油鑽井和地質鑽探中應用最多的還是牙輪鑽頭。牙輪鑽頭在旋轉時具有衝擊、壓碎和剪切破碎地層岩石的作用，所以，牙輪鑽頭能夠適應軟、中、硬的各種地層。特別是在噴射式牙輪鑽頭和長噴嘴牙輪鑽頭出現後，牙輪鑽頭的鑽井速度大大提高，是牙輪鑽頭發展史上的一次重複大革命。牙輪鑽頭按牙齒類型可分為铣齒（鋼齒）牙輪鑽頭、镶齒（牙輪上镶裝硬質合金齒） 牙輪鑽頭；按牙輪數目可分為單牙輪鑽頭、三牙輪鑽頭和組裝多牙輪鑽頭。國內外使用最多、最普遍的是三牙輪鑽頭。