随着超深井、大斜度井、大位移井及水平井钻井技术的发展,受钻井时间延长、钻杆作用在套管上的侧向力增大等因素的影响,套管和钻杆的磨损问题越来越突出,轻则降低钻杆的抗扭、抗弯强度和套管柱的抗挤毁、抗内压强度,重则造成套管柱挤毁、变形及泄漏,甚至造成全井报废,从而大幅度地增加钻井成本。在石油钻杆接头上堆焊金属耐磨带,则是减少钻杆、套管磨损的有效措施之一。随着钻井技术的发展,对石油钻杆耐磨带材料的性能要求也越来越高。

传统的金属耐磨带多采用以普通铁基合金粉末为喷焊材料的等离子弧喷焊耐磨带。现场实践表明,虽然粉末等离子弧喷焊耐磨带可有效保护钻杆,但由于等离子弧温度高(20000~50000K),热输入大,结果造成较高的稀释率和局部粗大的晶粒组织。较高的稀释率表现为基体的熔深增大,重复堆焊性变差,耐磨带开裂、剥落、掉块的倾向增加,同时也使耐磨带堆焊层合金元素含量下降,导致耐磨带的硬度和耐磨性降低,从而不能充分发挥合金粉末的高耐磨性;局部粗大晶粒组织会降低钻杆接头的强度和韧性,严重时甚至会使耐磨带附近的热影响区开裂从而造成钻杆接头发生断裂事故。由此可见,粉末等离子弧喷焊耐磨带存在着重复堆焊性差,耐磨带开裂、剥落、掉块倾向严重,对钻杆接头基体伤害大等缺点。另外,严重的耐磨带剥落、掉块现象加剧了粉末等离子弧喷焊耐磨带对套管的磨损,使其不能满足超深井、大斜度井、大位移井及水平井钻井技术的发展要求。这些都严重地制约了粉末等离子弧喷焊耐磨带的应用和发展。