传统上，石油钻井主要使用钢制钻杆。但随着钻探深度的增加，钻杆重量也相应增加。因此，对于深孔及超深孔钻探，需要使用轻质钻杆，其中铝合金钻杆最具经济性。目前国内对用于深部油气钻探的铝合金钻杆研究较少，本文将变断面一次挤压成型技术应用到铝合金内加厚管体的加工中，成功挤压出内加厚铝合金管体。对挤压出的铝合金管体的尺寸和材料样品的低倍组织、高倍组织、化学成分以及力学性能进行了检测，并对检测结果进行了评价。铝合金管体尺寸基本符合设计尺寸，材料样品的力学性能符合铝合金钻杆的要求。结合铝合金钻杆的工作状态、受力状态以及铝合金钻杆本身的性质，研究了铝合金钻杆的失效原因，其中钢接头磨损失效以及铝合金管体疲劳破坏是铝合金钻杆失效的主要原因。对疲劳分析模型进行了研究，找出了最适用于铝合金钻杆的疲劳分析模型。首先进行试验得出常规的S‐N曲线，然后再使用多轴模型对铝合金管体和钢接头连接处螺纹进行分析。对铝合金管体的材料样品的小型疲劳试验进行了设计。对全面疲劳试验设备方案进行了探究，试验设备应根据实际试验情况选择，在进行小直径铝合金钻杆试验或者只研究钻杆螺纹部分疲劳破坏时，可选用三种常规疲劳试验设备，而进行大直径铝合金钻杆全面试验时，最好选用谐振疲劳试验设备。基于非线性有限元分析理论，采用有限元分析软件ANSYS Workbench，并使用结构静力分析模块对连接模型进行分析，找出铝合金管体与钢接头连接的关键部位在其啮合螺纹处，特别是最后啮合的三个螺纹以及第一个啮合的螺纹，然后通过二维简化模型对铝合金钻杆螺纹连接结构进行了参数优化，改进了其螺距和牙高参数。