牙輪鉆頭是石油鉆井中使用最多、適用性最強(qiáng)的鉆頭。按鉆頭上牙輪的個(gè)數(shù)可將牙輪鉆頭分為單牙輪鉆頭、兩牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭和四牙輪鉆頭，其中使用最多的是三牙輪鉆頭。 牙輪鉆頭在井底對(duì)巖石的破碎作用是其運(yùn)動(dòng)規(guī)律緊密相關(guān)的，一次要研究牙輪鉆頭的破巖原理就必須從分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律入手。 鉆頭的符合運(yùn)動(dòng)，假設(shè)放性鉆頭在平整剛性的井底（牙輪不吃入巖石）做等角速度旋轉(zhuǎn)（鉆頭及牙輪），嚴(yán)牙輪與井底接觸面的母線上，壓力分布式均勻的。 由于轉(zhuǎn)頭的運(yùn)動(dòng)過程中受到井底巖石對(duì)鉆頭牙齒的摩阻力，鉆頭牙輪要向鉆頭前進(jìn)時(shí)相反的方向旋轉(zhuǎn)，因此，鉆頭與井底接觸母線上任意X點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)為該店隨鉆頭于東所長生的速度與該店隨牙輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的速度的矢量和（{jd1}速度）。各速度分布規(guī)律如圖2-7（a）所示。。圖中，a，b分別為鉆頭外緣a點(diǎn)形影的牽連速度和相對(duì)速度；c，d分別為鉆頭或牙輪與井底接觸母線上任意點(diǎn)X（相對(duì)于鉆頭直接D及牙輪直接E）處的牽連速度和相對(duì)速度，H為牙齒對(duì)巖石的運(yùn)動(dòng)速度即{jd1}速度。 牙輪鉆頭的結(jié)構(gòu)和類型 1．牙輪鉆頭參數(shù) 對(duì)于不同巖性的地層，鉆頭應(yīng)能夠以最適合的破碎方式鉆進(jìn)，在設(shè)計(jì)、制造鉆頭時(shí)要選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)． (1)鉆頭直徑 三牙輪鉆頭直徑的確定應(yīng)從鉆井工作的發(fā)展及油田實(shí)際情況出發(fā)，以最小的尺寸系列來滿足鉆井工作需要．鉆頭尺寸與井身結(jié)構(gòu)密切相羌所以它應(yīng)與套管的尺寸列相互適應(yīng)． (2)牙輪軸線偏移值 為了使牙輪產(chǎn)生滑動(dòng)，常使牙輪軸線沿鉆頭旋轉(zhuǎn)方向平移一段距離或使牙輪軸對(duì)于鉆頭徑向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度。牙輪軸線的偏移值應(yīng)根據(jù)巖層的特性來定。一股來說對(duì)于低硬度、高塑性的巖層，偏移值要大；對(duì)高硬度低塑性的巖層，偏移值則要小而對(duì)于研磨性的硬地層和極硬地層，鉆頭偏移值應(yīng)為零．表示包括鉆頭直徑因素在的某一類型鉆頭偏移值的大小常用偏移系數(shù)來表示。表示鉆頭偏移值的大小除了用外，也有用偏移角的大小來表示，還有用偏移后輪軸線所交成的三角形內(nèi)切圓半徑。