我国深部石油天然气资源的勘探开发近二十年获得了突破性进展,主要分布在4000-8000米井深,钻完井技术也由浅向深及超深定向水平井发展。因此,深井超深井套管段铣开窗侧钻也必将成为油田中后期挖潜深层剩余油气藏的主选措施之一。据文献资料统计,国内5000米以深套管侧钻井数量正不断增加,一次性段铣开窗获得的成功率低于50%,主要原因是对深井套管段铣开窗侧钻的特殊性认识不足所致。这种特殊性主要是套管壁厚钢级强度高,深井段铣开窗中泵压分配不足、刀翼受损严重、铁屑返出困难,现有段铣工具不能完全满足实际工况的需要,导致段铣开窗效率低,可靠性差。因此,进行深井超深井套管段铣开窗技术研究具有重要的现实意义和发展前景。本文针对深井超深井套管段铣开窗的特殊性,创新设计了深井超深井套管高效段铣开窗工具,并完善配套其工艺技术。在深井超深井套管高效段铣开窗工具设计中:首先阅读大量相关文献和进行现场跟踪调研,确立了设计方案;通过研究段铣工况的切削磨损机理,创新设计了全液压驱动双缸联动加压强制伸缩式硬支撑段铣工具,其具有强度高、可靠性稳定性好的特点,可有效提升深井超深井套管段铣开窗作业效率。基于有限元分析证明:刀翼在工作条件下满足刚度强度要求,不会存在刀翼断裂现象;基于动力学理论,建立了弯曲振动和旋转振动的力学模型,用以探索性分析了段铣工况下段铣工具的弯曲振动特性以及在一定条件下段铣工具形心绕极限环的转动特性。