本发明属于材料加工领域，具体公开了一种石墨烯改性钛合金石油钻杆耐磨带及其制备方法，具体为：钛合金钻杆接头基体的表面去除油污，进行磨削加工；利用超低氧分压下铝和矾发生选择性氧化的原理，在氩气与氧气的混合气体与超低分压氧气混合气体的保护下，采用超高速激光熔覆工艺钛合金钻杆接头基体上制备石墨烯增强钛基双层复合结构耐磨带，实现Al、V和O原位生成的Al2O3和V2O5纳米增强颗粒，在保证耐磨带结合力的同时，大幅提升熔覆涂层的硬度耐磨性和强韧性，同时兼具Ti合金的耐腐蚀性、石墨烯的自润滑性能，适用于超深层油气的钻采，提高钻杆耐磨性与使用寿命。