按牙輪數(shù)量可分為單牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭和組裝多牙輪鉆頭。按切削材質(zhì)可分為鋼齒(銑齒)和鑲齒牙輪鉆頭。
牙輪鉆頭作為一種鉆削巖層的工具已被廣泛應(yīng)用,鉆頭性能的改進直接降低鉆井成本,尤其是近十年進步。使用壽命和鉆速兩個性能指標,它們終確定鉆頭影響鉆井成本的程度。提高鉆頭的機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,鉆速的改進比鉆頭壽命的改進對降低鉆井成本的影響更大,其中鉆頭切削結(jié)構(gòu)的改進是提高鉆頭的機械鉆速直接的方法。很長時間以來,人們對切削結(jié)構(gòu)的改進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。人們逐漸認識到保徑結(jié)構(gòu)也對鉆頭機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。
從鉆頭廠商和研究機構(gòu)在三牙輪鉆頭保徑結(jié)構(gòu)研究應(yīng)用動態(tài)可以看出,人們逐漸認識到保徑結(jié)構(gòu)對鉆頭機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)從被動保徑發(fā)展到主動保徑,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)和材料的改進大大提高了鉆頭性能,進一步提高了鉆頭的機械鉆速和壽命。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)鉆頭研究機構(gòu)和廠商應(yīng)進一步加強對保徑結(jié)構(gòu)及材料的研究,尤其注重在鉆頭中研究應(yīng)用一些主動保徑結(jié)構(gòu),進一步提高國產(chǎn)牙輪鉆頭性能,為鉆井用戶提供適應(yīng)鉆井新工藝的鉆頭。
石油鉆井和地質(zhì)鉆探中應(yīng)用多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉(zhuǎn)時具有沖擊、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)目可分為單牙輪鉆頭、三牙輪鉆頭和組裝多牙輪鉆頭。國內(nèi)外使用多、普遍的是三牙輪鉆頭
江漢三牙輪鉆頭分為不同的齒形:
1,IADC517:低抗壓強度,高可鉆性的軟地層,如頁巖,粘土,砂巖,軟石灰?guī)r等
2,IADC537:低抗壓強度,中軟,有較硬的研磨性夾層,如硬頁巖,硬石膏,軟石灰?guī)r,砂巖,含夾層白云巖等
3,IADC617.627:高抗壓強度,中硬,有厚的硬夾層,如硬頁巖,石灰?guī)r,砂巖,白云巖等
4,IADC637.647:高抗壓強度,中硬和研磨性高的地層,如石灰?guī)r,白云巖,砂巖燧石等