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)步較快。使用壽命和鉆速兩個(gè)性能指標(biāo)，它們確定鉆頭影響鉆井成本的程度。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(duì)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)械鉆速較直接的方法。很長時(shí)間以來，人們對(duì)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。人們逐漸認(rèn)識(shí)到保徑結(jié)構(gòu)也對(duì)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)，許多新型保徑結(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。

鉆壓是井底破巖的必要條件。鉆壓的巨細(xì)決議著破巖的方法和特色，直接影響到鉆進(jìn)速度和鉆頭的損壞方法。在鉆進(jìn)中，鉆頭受軸向壓力和反轉(zhuǎn)力的作用，切削齒在壓入、剪切巖石的進(jìn)程中被磨損、變鈍或損壞，必定影響鉆進(jìn)速度。跟著鉆壓的添加，鉆速會(huì)不斷進(jìn)步，而鉆頭的軸承和切削齒等部件也會(huì)加快磨損，影響到鉆速。鉆壓與鉆速的聯(lián)系改變有三個(gè)不一樣期間。

鋁合金主要是鑄造鋁合金，鉆孔時(shí)易發(fā)生積屑瘤，鉆孔粗糙度差，當(dāng)鉆深孔時(shí)排屑較難，輕則使孔壁碰傷，重則切屑堵在鉆頭槽內(nèi)，造成鉆頭折斷。鋁合金的彈性系數(shù)小，而線膨脹系數(shù)較大，因此在鉆孔中會(huì)發(fā)生孔收縮。鑄造鋁中含硅，硅的化合物很硬，會(huì)使鉆頭磨損加劇。但鋁合金強(qiáng)度低、硬度低，切削負(fù)荷就小。除純鋁外，一般鋁合金的塑性小，延伸率低，因此斷屑較順利。對(duì)于以下問題，必需制訂合理的鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)重磨，以恢復(fù)其切削能力。例如：鉆削一般結(jié)構(gòu)鋼，以鉆頭外緣轉(zhuǎn)角處的磨損極限來決定重磨，其磨損量△=0.7~1.0fo毫米(fo為刃帶寬度)