Para aplicações de perfuração que envolvem a travessia de formações rochosas profundas, altamente abrasivas e consolidadas, a broca PDC com corpo de matriz é o padrão da indústria em termos de durabilidade e longevidade. A diferença fundamental reside em sua construção: a face e as lâminas da broca são formadas a partir de um compósito de pó de carboneto de tungstênio, que é infiltrado com um metal aglutinante em um processo de alta temperatura e alta pressão. Isso resulta em um material incrivelmente duro e resistente à erosão, intrinsecamente adequado para as condições mais severas no fundo do poço.
A principal vantagem do corpo de matriz é sua resistência superior à abrasão e erosão. Em formações altamente arenosas, ricas em quartzo ou sílicas, a lama de perfuração erode rapidamente o material do corpo de uma broca de aço. O material da matriz, com sua alta concentração de partículas de carboneto de tungstênio, resiste a esse desgaste corrosivo exponencialmente melhor. Essa resistência permite que a broca mantenha sua estrutura de corte original e o diâmetro da bitola por mais tempo, estendendo drasticamente a vida útil da broca e reduzindo o número de viagens dispendiosas para fora do furo. Para perfuração de poços profundos, onde o tempo de viagem é um componente importante do custo geral do poço, esse desempenho sustentado é inestimável.
Outra força crítica é a estabilidade térmica do material da matriz. Embora os próprios cortadores PDC sejam sensíveis ao calor excessivo, o material da matriz circundante lida com temperaturas elevadas melhor do que o aço. Isso é particularmente importante porque a abrasão gera calor significativo na interface broca-rocha. O corpo da matriz ajuda a manter um ambiente estável e mais frio para os cortadores, evitando a degradação térmica que pode levar à falha do cortador de diamante. Isso permite que a broca mantenha alta ROP mesmo com altos pesos na broca (WOB) em aplicações exigentes.
Embora o processo de fundição ofereça menos liberdade geométrica do que a usinagem de uma broca de aço, ele permite uma maior concentração de cortadores e um design de lâmina mais robusto. A natureza dura e monolítica do corpo da matriz fornece uma base extremamente estável para os cortadores PDC, que são soldados diretamente no corpo. Essa fixação firme e segura minimiza o risco de perda de cortadores, uma grande preocupação ao perfurar em rocha dura ou formações interestratificadas, onde as forças podem ser imprevisíveis. Escolher uma broca de corpo de matriz é escolher a ferramenta definitiva para perfuração de longo alcance (ERD) e perfuração através dos intervalos mais duros e abrasivos, onde a durabilidade absoluta e o tempo não produtivo (NPT) reduzido são os principais objetivos. Seu custo inicial é equilibrado por sua excepcional metragem perfurada e custo por pé significativamente menor em ambientes desafiadores.