铝合金钻杆柱用于钻探施工，尤其是钻深井和超深井，具有一系列优点。前苏联的钻探界十分重视铝合金材料和钻柱的研究、开发和应用，开发出了多种铝合金材料，其物理机械性能可满足从浅到超深井施工各种使用条件的要求。铝合金钻杆（ADP）在钻进中优点包括低的比重，在不同恶劣的环境下具有腐蚀抵抗力，无磁，稳定的机械性质和高的制造效率，而且这种材料很适合制造不同的产品，所以它们在油气工业得到了广泛的应用。
从上世纪50年代起，俄罗斯的研究中心在研制和推广全尺寸的铝合金钻杆方面做了很多研究工作。Samara 金属冶炼厂和 Kamensk-Uralsky 金属冶炼厂从那个时候开始专门开设了工场来生产ADP。这些工场里有专门用于制造不同横截面钻杆的设备。
这些研发工作包括以下这些：
- 研究能够满足深钻和超深钻要求所需物理、力学和操作特征的材料；
- 研发和实验ADP的分级和ADP的生产过程；
- 设计和生产制造ADP的设备；
- 建造用于进行全尺寸ADP生产的工场；
- 设计适用于不同钻孔条件的ADP安装的过程。
这些工作导致研究和生产了80个标准尺寸的ADP，这些设计考虑了ADP生产的基础设备，利用了ADP的所有优点。
由于在油气井钻进中使用ADP的高效率，在特别地质条件下的应用良好，以及与顾客和钻井企业的经常接触导致ADP生产的扩大。到上世纪80年代，ADP的年产量达到了2-2.25万吨（150万米）。到这个时候，苏联的钻井进尺中使用ADP的达到了70-75% 。到1985年，总共达到了356万米。ADP在边远地区（包括西伯利亚，远北地区）钻进中的重要优点在这些地区进行的钻井工作中都得到了应用。
ADP在乌拉尔-伏尔加地区（Samara地区，Bashkiria, Tataria 和Orenburg地区)得到了广泛应用, 在这些地区钻进了1,600-5,000 m 的钻井。而在伏尔加格勒和萨拉托夫地区钻进了深达5,000-7,000 m的钻井。例如，1973-1978年， Tataria 地区使用ADP钻进了450万米，而这一地区总的钻进进尺是1020万米；上世纪70年代末到80年代初，Saratovneftegas 地区使用ADP钻进占到了总钻进量的大约60%，而在Nizhnevolzhskneft 使用ADP钻进占到总进尺的,这些进尺中超过20%的部分是用回转的方法钻进的。Kuibyshevneft (Samaraneftegas)每年使用ADP钻进（43-52万米）占到总钻进进尺（62-75万米）的70%左右，其中15万米是回转钻进的。 在钻2900-3200m深的钻井时，ADP组件（由21根钻杆组成，长度为220-250m）的使用寿命为7-8年。每根ADP的平均机械钻进时间为5,500-5,600 小时，而取下钻的时间约为8,000小时。ADP 螺纹的维修比钢制钻杆少40%，因为ADP很轻，在安装和拆卸的时候承受的接触荷载很小。
ADP的使用是苏联在进行超深钻井时具有重要优势，这些钻井包括达到创记录深度（12262m）的科拉 SG-3井。目前钢质钻柱使用深度尚未超过万米(美国罗杰一号井用钢钻柱钻达井深9583m)。
在前苏联，铝合金材料不但用于制造钻杆，而且用于制造套管和钻铤；不仅有钢接头、铝合金管体的组合式结构，还有全部铝合金的钻具结构；铝合金钻柱不仅在深井、超深井施工中得到使用，而且在小口径地质岩心钻探中也得到了较多的应用。铝合金钻杆，包括管体和接头的规格、结构和材质已被列入国家标准。铝合金钻进管材已成为俄罗斯常用的钻进管材。
与此同时，最近却发现俄罗斯的油气生产中铝合金钻杆使用的急剧减少。例如，2001年俄罗斯ADP的生产仅为4200吨，而上世纪80年代的产量是其5倍。这是由几个方面的原因造成的。如钻进进尺的减少（1995年为1100万米，1996年为780万米，仅为10年前的1/3），在总结和宣传ADP应用的优点方面工作做得不够，在铝合金生产和适用性进行改进研发的资金大幅减少，与潜在客户的工作不够和其它一些原因。
有时候客户对于与ADP有关的初始资本投资并没有一个正确的观念。然而，通过分析计算每米钻杆柱的费用以后，就可以发现使用ADP钻杆的优势。此外，一些国有的石油企业被拆分成几个独立的私人公司时，他们更愿意购买西方的成套钻井设备，这些设备配有钢制钻杆。另外，在新的经济环境下，新一代的石油专业人员缺少关于ADP应用的技术和效率方面的信息。
然而，经过一个相对比较浅显的分析比较就可以看出，在目前的价位上，轻合金钻杆与钢质钻杆相比有很强的竞争力。（王达，张伟，汤松然.俄罗斯科学深钻技术机况和特点---技术考察系列报道之四.探矿工程，1995(4)：53-56）（IMPLEMENT RUSSIAN ALUMINUM DRILL PIPE AND RETRACTABLE DRILLING BITS INTO THE USA, Volume 1: Development of Aluminum Drill Pipe in Russia (Final Report),1999,8）
铝合金钻柱的特点
铝合金钻杆的最主要的优点，就是钻杆柱重量的显著减少。ADP的重量较相同目的的钢钻杆的重量轻2-2.5倍。这就允许钻井工作人员减少体力劳动，同时也能够利用同一给定类型的钻机钻进更深的井。
井底钻进环境，尤其在恶劣的钻进应用中，需要对钻杆柱的部件进行设计，并对材料进行选择。ADP已经显示出了优于常规钢钻杆柱的几个特点。
(1) 降低对钻机负荷的要求，比钢钻柱有更大的钻深能力。前苏联用铝合金钻柱施工15000m超深井，采用的钻机大钩负荷为4000~5000kN；而德国设计用钢钻柱施工的12000m超深井时，采用的最大大钩负荷为8000kN。这是因为铝合金材料的密度比钢的小得多，用于8 1/2in(215. 9mm)口径的超深井铝合金钻杆(带钢接头)质量只有钢钻杆的50%。
一维（非锥形的）ADP钻杆柱所允许的最大悬挂长度较钢钻杆的要长。例如，某一规格的钢钻杆柱具有的最大悬挂长度约为8km，而具有类似规格的ADP的悬挂长度可达34km。
铝合金的密度为2.8t/m3，钢的密度为7. 8t/m3。即使带钢接头的铝合金钻杆也比钢钻杆轻得多，钻柱中由其自重产生的应力比钢钻柱中的也小得多。所以尽管铝合金的屈服强度比钢的要低，但铝合金钻柱比钢钻柱显示出更强的钻深潜力。目前，大直径和小直径钻孔的深度记录都是铝合金钻柱创造的。前者是深度12262m的科拉超深井，钻孔直径81/2in：后者是深度5422m的南非金矿勘探孔，终孔直径为80mm。
(2) 减少起下钻过程的能耗，加快进度。图11以比较的形式给出了分别提升一个铝合金钻杆和钢钻杆立根所消耗的时间和能量。由此可看出采用铝合金钻杆的明显效果。一项试验的结果表明：用铝合金钻杆比钢钻杆节省提钻时间35%、下钻时间17%。
(3) 铝合金钻柱对套管的磨损比钢钻柱轻。通常，ADP的磨损较钢和钛都容易。但是，在给定ADP较低的密度条件下，由于钻杆压力产生的法向压力明显较钢的要低，结果在所有其它条件都相同的情况下，ADP的磨损较钢的要低。钻井液中的研磨颗粒在钻杆内高速的循环导致了钻杆内壁的磨损。这种过程在ID（钻杆的连接处，接头至钻杆的区域）的过渡区域更加严重，这是由于钻井液的湍流。这种研磨过程在ADP中更为明显，而在钢和钛中较少。
(4) 钢质钻柱在含硫化氢的介质中极易受腐蚀损坏。铝合金材料对硫化氢不敏感，在此条件下用铝合金钻柱更为适宜。对于可选材料的腐蚀抵抗力分析显示，对于腐蚀磨损的基本类型，钛合金和钢合金较铝合金更耐腐蚀。但硫化氢是一个例外，由于铝合金对于该介质的抵抗力更高。ADP的腐蚀主要取决于钻杆柱所处的流体的成分，侵蚀性和温度，同时还有暴露时间。ADP的腐蚀研究已得出了以下结论：
① 钻井液的pH明显地影响ADP腐蚀损耗的过程。pH为7.0-9.5的流体的腐蚀性不明显，而当超过10.5时迅速增加。
② ADP的腐蚀为更高的温度所加剧。
③ 钻杆表面暴露于氧气中所形成的氧化膜为ADP提供可靠的腐蚀保护。但是，具有高的固相的研磨性的钻井液能在湍流区域破坏氧化膜，这就导致钻杆柱更快的腐蚀破坏。
④ 在具有高的硫化氢的高速盐化的钻井液中，ADP证实了对于腐蚀的高的抵抗力，这就显示了ADP在油，气和钻井液介质中的应用具有良好的潜力。
⑤ 防止ADP腐蚀的最基本的方法就是在钻井液中添加腐蚀抑制剂。钠多磷酸基和钾基稳定性抑制剂的使用最为广泛。
⑥ ADP内表面的涂层和钻杆所有表面的阳极外套，是ADP腐蚀防止的有效方式。
(5) 振动衰减。一个更为有效的钻头/钻杆柱系统的振动的减震和控制方式能够基于钻杆材料的物理和机械性质得以设计。相对于钢，铝合金具有一个高的吸收和分散弹性振动能量的能力。俄罗斯完成的研究显示，所有类型的ADP具有大致相同的吸收弹性振动能量的能力。同时，厚壁ADP大约较钢的减震能力要高50%。具有铰接接头的ADP的减震系数较具有刚性连接的ADP的要低30-35%。
(6) 对交变弯曲和动应力的抵抗力。钻杆中的交变弯曲应力与材料的弹性模量成比例（所有的其它因素都相等）。对于铝合金钻杆，钛合金和钢，它们对应的比例为1：1.55：2.96。
(7) 铝合金钻柱表面的液体阻力系数比钢钻柱的低15%~20%，因此可减少钻柱部分的流体压力损失。
