Đối với các ứng dụng khoan liên quan đến việc xuyên qua các lớp đá sâu, có tính mài mòn cao và đã được cố kết, Mũi khoan PDC thân ma trận (Matrix Body PDC Drill Bit) là tiêu chuẩn công nghiệp về độ bền và tuổi thọ. Sự khác biệt cơ bản nằm ở cấu tạo của nó: mặt và lưỡi dao của mũi khoan được tạo thành từ một hợp chất bột vonfram cacbua, được thấm với kim loại liên kết trong một quy trình nhiệt độ cao, áp suất cao. Điều này tạo ra một vật liệu cực kỳ cứng và chống xói mòn, vốn phù hợp với các điều kiện dưới lòng giếng khắc nghiệt nhất.
Ưu điểm hàng đầu của thân ma trận là khả năng chống mài mòn và xói mòn vượt trội. Trong các lớp đá nhiều cát, giàu thạch anh hoặc đá lửa, bùn khoan nhanh chóng làm xói mòn vật liệu thân của mũi khoan thép. Vật liệu ma trận, với nồng độ cao các hạt vonfram cacbua, chống lại sự mài mòn ăn mòn này tốt hơn theo cấp số nhân. Khả năng chống này cho phép mũi khoan duy trì cấu trúc cắt và đường kính thước đo ban đầu trong thời gian dài hơn, kéo dài đáng kể tuổi thọ hữu ích của mũi khoan và giảm số lần đi ra khỏi lỗ khoan tốn kém. Đối với khoan giếng sâu, nơi thời gian đi lại là một thành phần chính của tổng chi phí giếng, hiệu suất bền vững này là vô giá.
Một điểm mạnh quan trọng khác là độ ổn định nhiệt của vật liệu ma trận. Trong khi bản thân các lưỡi cắt PDC rất nhạy cảm với nhiệt độ quá cao, vật liệu ma trận xung quanh xử lý nhiệt độ cao tốt hơn thép. Điều này đặc biệt quan trọng vì sự mài mòn tạo ra nhiệt đáng kể tại giao diện mũi khoan-đá. Thân ma trận giúp duy trì một môi trường ổn định, mát hơn cho các lưỡi cắt, ngăn ngừa sự suy giảm nhiệt có thể dẫn đến hỏng lưỡi cắt kim cương. Điều này cho phép mũi khoan duy trì ROP cao ngay cả ở trọng lượng trên mũi khoan (WOB) cao trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Mặc dù quá trình đúc mang lại ít tự do hình học hơn so với việc gia công một mũi khoan thép, nhưng nó cho phép tập trung các lưỡi cắt cao hơn và thiết kế lưỡi dao chắc chắn hơn. Bản chất cứng, nguyên khối của thân ma trận cung cấp một nền tảng cực kỳ ổn định cho các lưỡi cắt PDC, được hàn trực tiếp vào thân. Sự gắn kết chặt chẽ, an toàn này giảm thiểu rủi ro mất lưỡi cắt, một mối quan tâm lớn khi khoan trong đá cứng hoặc các lớp xen kẽ, nơi các lực có thể không thể đoán trước. Việc chọn một mũi khoan thân ma trận là chọn công cụ tối ưu để khoan tầm xa (ERD) và khoan qua các khoảng thời gian cứng nhất, có tính mài mòn nhất, nơi độ bền tuyệt đối và giảm thời gian không sản xuất (NPT) là các mục tiêu chính. Chi phí trả trước của nó được cân bằng bởi số mét khoan vượt trội và chi phí trên mỗi mét thấp hơn đáng kể trong môi trường đầy thách thức.