As brocas de petróleo usadas para criar um poço de petróleo geralmente são fabricadas como equipamento rotativo que raspa, corta e retifica rochas e outros materiais subterrâneos. Essas brocas são usadas para mover materiais que estão localizados entre a crosta terrestre e o óleo que fica muito abaixo da superfície. Um motor primário e um equipamento rotativo são usados em conjunto com as brocas para girar o equipamento de perfuração e movê-lo para baixo. As primeiras tentativas de rotacionar o equipamento de perfuração incluíram o uso de animais de fazenda andando em círculos, enquanto presos a um tubo de perfuração e broca de óleo.
O tipo de broca usada geralmente é específico para o material que está sendo perfurado e o tipo de material de subsuperfície que os engenheiros esperam encontrar. As brocas para perfuração de petróleo podem ser construídas a partir de materiais como aço, diamantes naturais, diamantes sintéticos e carboneto de tungstênio. Cada bit é composto de pelo menos dois cones de discos rotativos dentados que retiram a rocha e os materiais.
Brocas com dentes de aço são os tipos mais comuns de brocas usadas na perfuração de petróleo. O carboneto de tungstênio pode ser inserido nas brocas de aço para aumentar a resistência e permitir o movimento através de materiais mais fortes. Diamantes sintéticos policristalinos também podem ser adicionados às inserções de tungstênio das brocas de petróleo para mover a broca por formações rochosas mais fortes. Onde são encontradas formações rochosas extremamente fortes, pode ser usada uma broca com diamante incrustada; essas brocas são 40 a 50 vezes mais fortes que as brocas de aço.
A escolha do tipo correto de broca de óleo é importante nos estágios iniciais da perfuração de rochas e sedimentos, porque é difícil mudar uma broca após o início da perfuração. Cada broca de óleo é conectada a uma coluna de perfuração e a tubos de perfuração montados em comprimentos de 30 metros. Para alterar uma broca danificada ou incorreta para o tipo de rocha encontrada, todo o tubo de perfuração, fio e aparelhagem de brocas devem ser removidos do poço.
Ao usar brocas rotativas, um fluido lubrificante deve ser passado através do tubo de perfuração até a broca e a rocha que estão sendo perfuradas. Isso é feito por várias razões, incluindo a lubrificação da broca de óleo, a remoção de rocha do tubo de perfuração e prolongando a vida útil do equipamento de perfuração. Dependendo do tipo de broca de petróleo e rocha sendo perfurada, o fluido pode incluir lama que contém produtos químicos, água e graxa ou pode não ter ar, com gases usados para lubrificar o equipamento de perfuração. O fluido de perfuração é importante porque afasta o material quebrado da área da broca de óleo.