各齒形牙輪鉆頭與各地層之間的關系如下：
1、地層巖性
地層的巖性和軟硬不同，巖石破碎機理不同，造成牙輪鉆頭失效的形式也各異。我國各鉆井中常見的地層巖性，其巖石物理機械性質均有測定。根據(jù)現(xiàn)場收集的地層巖性，進行地層巖石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可鉆性分析，對照牙輪鉆頭的失效形式，確認牙輪鉆頭選型及使用是否公道。
2、井段位置
在地殼中處于不同位置的巖石，其巖石的機械性質變化很大。埋藏較深的巖石，處于多向壓縮應力狀態(tài)，使巖石孔隙減小，強度增加。上部井段一般巖石膠結松散、 質軟，牙輪鉆頭轉速高、鉆壓低。下部井段一般巖石質硬、研磨性大，牙輪鉆頭轉速低、鉆壓高、使用時間長。根據(jù)收集的井段位置及每米巖性鉆時記實，分析地層巖石的硬度、塑性、脆性、研磨性和可鉆性特點，對照牙輪鉆頭的失效形式，確認牙輪鉆頭選型及使用是否公道。
3、井身結構
不同的井身結構，對牙輪鉆頭的尺寸、型號和使用等均有特殊要求。如造斜牙輪鉆頭一般要求帶修邊齒或保徑結構，使用要求高轉速、低鉆壓等。收集井身結構及牙輪鉆頭選型、使用參數(shù)等資料，根據(jù)牙輪鉆頭失效的形式，確認牙輪鉆頭選型及使用是否公道。
4、鉆井參數(shù)
鉆壓和轉速的確定，既決定著牙輪鉆頭破碎巖石的效率，又影響到牙輪鉆頭牙齒、軸承的磨損。淺井、軟地層，牙輪鉆頭以剪切作用為主，一般采用高轉速、低鉆壓。中硬地層，牙輪鉆頭產(chǎn)生剪切、沖擊、壓碎綜合作用，一般采用中等轉速和中、高鉆壓。深井、硬地層，牙輪鉆頭以壓碎、沖擊為主，一般采用較高鉆壓、低轉速。鉆井參數(shù)的公道選擇，很大程度上決定了牙輪鉆頭的失效形式。分析所用鉆井參數(shù)及其變化，根據(jù)牙輪鉆頭失效形式確定使用的公道性。
