硬质合金齿的硬度和抗磨性比钢齿高,使用寿命比钢齿长,尤其是破碎具有研磨性的硬地层,效果更好。其适用地层范围广、进尺多、机械钻速多,已在石油钻井中广泛应用。
硬质合金齿的齿形目前常用的有十多种,如球形、尖卵形、圆锥形、楔形、勺形、锥勺形、偏顶勺形、边楔形、平头形等。根据不同地层、不同岩性的破碎机理不同、各种钻头选用不同形状的齿形。
楔形齿,齿形呈“楔子”状,具有切削、凿击作用。其齿顶角有60°、65°、70°、75°、90°等,适用于软至中硬地层。齿顶角越大,适用地层越硬。近几年这种齿形良好的使用性能越来越受到广大用户的青睐。
球形齿,其顶部是个半圆形球面,耐磨性。它以凿击和压碎作用破碎岩石。因为齿顶球面与井底岩石为点接触,其产生的接触应力大,当接触应力大于岩石本身的强度时,即发生脆性破碎,其破碎体积远大于接触面积,因此,钻硬至极硬地层破碎效率高。
尖卵形、圆锥形齿,锥形有长锥、短锥、单锥、双锥等多种形状。既具有凿击和压碎作用,还有刮削作用。其抗磨性及强度均高于楔形齿,适用于地层较广,在中硬地层使用效果好。