石油鉆井和地質鉆探中應用多的還是牙輪鉆頭。牙輪鉆頭在旋轉時具有沖擊、壓碎和剪切破碎地層的作用，所以，牙輪鉆頭能夠適應軟、中、硬的各種地層。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提高，是牙輪鉆頭牙輪鉆頭按牙齒類型可分為銑齒（鋼齒）牙輪鉆頭、鑲齒（牙輪上鑲裝硬質合金齒）

牙輪鉆頭能夠適應從軟到堅硬的多種地層。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用，鉆頭性能的顯著改進直接降低鉆井成本，尤其是近十年進步快。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，其中鉆頭切削結構的改進是提高鉆頭的機械鉆速直接的方法。很長時間以來，人們對切削結構的改進主要集中于主切削齒結構，例如在硬質合金齒結構方面，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構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用的鉆頭要求具有合理的保徑結構，許多新型保徑結構被研究開發(fā)出來并應用到牙輪鉆頭上取得了良好的效果。