在油气井钻井过程中,有时会遇到突发高压油层,溢流现象突然发生。在实施关井作业后,如果井口压力太大,有可能会使得旋塞阀无法打开,就会因为没有压井通道造成事故复杂化,要想解决现场事故,有必要重新建立一条井口通往井底的循环压井通道。带压开孔技术是为了解决管道连续生产的难题而被提出的一种工程技术,它广泛地应用在管道、压力容器、海洋开采、城市公用工程等领域,给生产带来了巨大的经济效益。因此,为了解决钻井过程中出现的溢流事故,本课题结合带压开孔技术,提出了一种通过研制一台钻杆带压开孔机来实现压井与放喷的新方法,该装置结构紧凑可靠、成本低,能完成钻杆带压开孔过程,并能实施压井与放喷作业,具有较大的工程实际意义。本研究论文做了以下方面的工作：(1)资料与现场调研。通过收集、整理、研究带压开孔技术相关资料,总结出带压开孔技术装置结构组成、工作原理、优点,并在调研基础上提出了本文石油钻杆带压开孔、压井与放喷装置的研究思路。(2)确定装置整体设计方案。提出了三种带压开孔装置总体方案,在综合考虑设计原则、现场要求、结构特点等基础上,优选并确定了本论文的设计方案。(3)装置的主要结构设计。设计了70MPa下钻杆与钻杆抱箍处的弧形密封圈,优选了刀具处的动密封组件,与厂家合作共同研制了具有压井与放喷通道的新型液动平板阀,通过计算和试验优选了带压开孔刀具的钻削参数,利用Pro/E软件对装置进行实体建模,并用3D-Composer软件进行了带压开孔装置的拆装及主要功能的动作仿真。(4)装置主要零件的力学性能校核。根据杆件的物理模型和负载约束情况,确定了其性能校核准则,然后通过校核准则对杆件进行了理论校核,最后采用仿真软件对杆件进行了有限元分析。(5)装置液压系统的设计。根据机械结构和工作环境对装置的要求,确定了带压开孔装置液压系统的方案设计,并在刀具进给力和旋转扭矩研究的基础上,进行了液压系统相关元件性能参数的计算和优选。(6)样机的试制与试验。针对设计的钻杆带压开孔、压井与放喷装置方案进行了样机的试制,提出了样机的台架试验方案,并对样机进行了试验,根据实验现象对样机结构进行了改进,直至样机完全实现了功能要求,验证了结构设计的可行性。