石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。三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。特别是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，是牙轮钻头发展史上的一次重大-。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。国内外使用最多、最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不可缺少的重要部分，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三手牙轮钻头产生了很大兴趣，其价格低，质量可靠(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，所以三手牙轮钻头已经成为一些钻探行业中的一重要部分。
地层岩性对钻头失效的影响表现在钻井工艺上：影响钻进速度、钻头进尺；使钻井过程出现井漏、井喷、井塌和卡钻等复杂情况；使泥浆性能发生变化；影响井眼质量，如井斜、井径不规则，进而影响固井质量。通过分析地层岩性及其对钻井工艺的影响，可对牙轮钻头选型和使用的合理性进行判断。
粘土、泥岩和页岩层影响：极易吸收泥浆中的自由水而膨胀，使井径缩小，造成下钻遇阻，甚至卡钻，随着浸泡时间的延长，又会产生掉块剥落，使井径扩大，造成井塌。应尽量使用清水或低比重低粘度的泥浆钻进。炭质页岩联接力弱，容易垮塌。泥质岩层质软，钻速快，也容易泥包。
砂岩：其性质依颗粒的大小、成分以及胶结物的不同有很大差别。颗粒越细、石英颗粒越多、硅质和铁质胶结物越多则越硬，对钻头磨损越大，如石英砂岩；泥质胶结物越多，云母和长石的成分越多则较软易钻；颗粒越粗，胶结物越少，渗透性越好，易产生泥浆的渗透性漏失，并在井壁上形成较厚的泥饼，引起粘附卡钻等复杂情况，造成钻头的非正常使用。
砾岩：在砾岩层中钻进易产生跳钻、蹩钻和井壁垮塌；当泵排量小或泥浆粘度低时，砾石颗粒不易上返，对钻头牙轮体和牙齿损坏较大。
石灰岩：一般质硬，钻速慢、进尺少。有的有缝缝洞洞发育，钻遇缝洞时，会引起蹩钻、放空、泥浆漏失等，井漏后有时还会发生井喷。
石灰岩地层对钻头进尺、机械钻速和钻头失效影响很大。另外，当地层软硬交错，如泥岩与较硬的砂岩相间，易产生井斜；地层倾角较大时易产生井斜。钻头在斜井中钻进易造成损坏。当岩层中含有可溶性盐类，如石膏层、岩盐层等，会破坏泥浆的性能，影响到钻头的正常使用。
三牙轮钻头操作要点：
1、入井前：
一只钻头上安装打捞杯，前一只钻头起出后，牙轮钻头入井前。
检查其外径磨损情况及其它磨损情况，丈量外径如前一只使用情况正常，则金刚石钻头可以入井。
检查切削齿有无损坏；检查水眼有无堵塞；检查钻头外径；钻井液是否符合设计要求；净化设备是否运转正常。建议使用除砂器。
2、钻头低压接触井底使用井下动力钻具钻进时：
1.钻头接近井底时开泵并逐渐增至要求排量；
2.短时间清洗井底之后。然后慢慢提高钻压；
3.钻压增加时，泵压也相应上升，压力的变化及钻压的数值必需控制在推荐马达的技术规范之内；
4.钻杆应缓慢转动以防止粘卡；
5.其它均按普通转盘钻进时标准操作。
三牙轮钻头在使用的时候主要是注意几点。
1、在使用之前要做好钻头的设计，因为每一个钻头都是独一无二的，都是根据钻井的相关实践数据来进行精密的计算的，所以它的设计很重要。
2、在使用的时候要保证均匀的钻井速度，一旦发生憋钻等情况就能迅速做出反应，不会让钻头收到损坏。
3、就要要保证钻井附近的泥水、泥浆无过多的杂质，以免杂质会堵塞或者破坏钻头，影响钻井的质量。
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