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牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。
1、采用牙轮和钻头体两级保径，钻头体上镶装主动切削保径齿和被动抗磨保径齿，钻头有较好的保径作用和倒划眼功能。
2、牙轮的布齿采用交错布齿，牙轮形状、齿排数、齿数、露高等都进行了选择。
3、水力系统采用主、副两水眼式结构，使用射流和扩散清洗两种类型的喷嘴，优化喷嘴组合。
4、钻头轴承大、小轴密封采用先进的高饱和丁腈橡胶圈，优化的密封压缩量和保径结构设计，使了轴承密封的高可靠性。
5、牙掌轴承表面堆焊硬金属层，牙轮内孔镶焊减磨合金，提高了轴承工作能力。
6、采用钢球锁紧牙轮，可适应高转速。
石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，所以，牙轮钻头能够适应软、中、硬的各种地层。在喷射式牙轮钻头和长喷嘴牙轮钻头出现后，牙轮钻头的钻井速度大大提高。牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿（钢齿）牙轮钻头、镶齿（牙轮上镶装硬质合金齿）牙轮钻头；按牙轮数目可分为单牙轮、双牙轮、三牙轮和多牙轮钻头。国内外使用多、普遍的是三牙轮钻头。
在石油、勘探以及各种钻探行业中牙轮钻头是重要部分,但是牙轮钻头对一些钻探行业来说价格实在太高,这就促使一些钻探行业对二手牙轮钻头产生了很大兴趣,其价格低,质量优良(在石油钻探中只使用了其寿命的1/3),为钻探行业降低了大量成本，所以二手牙轮钻头已经成为一些钻探行业中的一重要部分.
