Las brocas de perforación de petróleo que se utilizan para crear un pozo de petróleo generalmente se fabrican como equipos rotativos que raspan, cortan y trituran rocas y otros materiales del subsuelo. Estas brocas se utilizan para mover materiales que se encuentran entre la corteza terrestre y el petróleo que se encuentra muy por debajo de la superficie. Un motor primario y un equipo rotatorio se utilizan junto con las brocas para rotar el equipo de perforación y moverlo hacia abajo. Los primeros intentos de rotar el equipo de perforación incluyeron el uso de animales de granja que caminaban en círculos mientras estaban conectados a una tubería de perforación y una broca de perforación petrolera.
El tipo de broca que se utiliza es generalmente específico del material que se perfora y el tipo de material del subsuelo que los ingenieros esperan encontrar. Las brocas para aceite se pueden construir con materiales como acero, diamantes naturales, diamantes sintéticos y carburo de tungsteno. Cada broca está formada por al menos dos conos de discos giratorios con dientes que quitan la roca y los materiales.
Las brocas con dientes de acero son los tipos más comunes de brocas que se utilizan en la perforación de petróleo. El carburo de tungsteno se puede insertar en las brocas de acero para agregar resistencia y permitir el movimiento a través de materiales más fuertes. Los diamantes sintéticos policristalinos también se pueden agregar a las inserciones de tungsteno de las brocas de aceite para mover la broca a través de formaciones rocosas más fuertes. Cuando se encuentran formaciones rocosas extremadamente fuertes, se puede utilizar una broca con incrustaciones de diamantes; estas brocas son de 40 a 50 veces más resistentes que las brocas de acero.
La elección del tipo correcto de broca para perforación petrolera es importante en las primeras etapas de la perforación a través de rocas y sedimentos, porque es difícil cambiar una broca una vez que ha comenzado la perforación. Cada broca de perforación de petróleo está unida a una sarta de perforación y tuberías de perforación que se ensamblan en longitudes de 30 pies (9.1 metros). Para cambiar una broca dañada o incorrecta para el tipo de roca encontrada, se debe retirar del pozo toda la tubería de perforación, la sarta y el aparato de la broca.
Cuando se utilizan brocas rotativas, se debe pasar un fluido lubricante a través de la tubería de perforación y sobre la broca y la roca que se está perforando. Esto se hace por varias razones, incluida la lubricación de la broca de perforación petrolera, la remoción de roca de la tubería de perforación y la prolongación de la vida útil del equipo de perforación. Dependiendo del tipo de broca petrolera y roca que se esté perforando, el fluido puede incluir lodo que contiene químicos, agua y grasa, o puede ser sin aire, con gases usados para lubricar el equipo de perforación. El fluido de perforación es importante porque aleja el material roto del área de la broca de perforación petrolera.