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  地層岩性對牙輪鑽頭失效的影響表現在鑽井工藝上：影響鑽進速度、鑽頭進尺；使鑽井過程氾起井漏、井噴、井塌和卡鑽等複雜情況；使泥漿機能發生變化；影響井眼質量，如井斜、井徑不規則，進而影響固井質量。通過分析地層岩性及其對鑽井工藝的影響，可對鑽頭選型和使用的公道性進行判定。
 
           粘土、泥岩和頁岩層影響：極易吸收泥漿中的自由水而膨脹，使井徑縮小，造成下鑽遇阻，甚至卡鑽，跟着浸泡時間的延長，又會產生掉塊剝落，使井徑擴大，造成井塌。應儘量使用淨水或低比重低粘度的泥漿鑽進。炭質頁岩聯接力弱，輕易垮塌。泥質岩層質軟，鑽速快，也輕易泥包。
 
         砂岩：其性質依顆粒的大小、成分以及膠結物的不同有很大差別。顆粒越細、石英顆粒越多、硅質和鐵質膠結物越多則越硬，對鑽頭磨損越大，如石英砂岩；泥質膠結物越多，雲母和長石的成分越多則較軟易鑽；顆粒越粗，膠結物越少，滲透滲出性越好，易產生泥漿的滲透滲出性漏失，並在井壁上形成較厚的泥餅，引起粘附卡鑽等複雜情況，造成鑽頭的非正常使用。
 
        礫岩：在礫岩層中鑽進易產生跳鑽、蹩鑽和井壁垮塌；當泵排量小或泥漿粘度低時，礫石顆粒不易上返，對鑽頭牙輪體和牙齒損坏較大。
        石灰岩：一般質硬，鑽速慢、進尺少。有的有縫縫洞洞發育，鑽遇縫洞時，會引起蹩鑽、放空、泥漿漏失等，井漏后有時還會發生井噴。
        石灰岩地層對鑽頭進尺、機械鑽速和鑽頭失效影響很大。另外，當地層軟硬交錯，如泥岩與較硬的砂岩相間，易產生井斜；地層傾角較大時易產生井斜。鑽頭在斜井中鑽進易造成損坏。當岩層中含有可溶性鹽類，如石膏層、岩鹽層等，會破坏泥漿的機能，影響到鑽頭的正常使用。