摘要: 孔壁失稳是水平定向钻扩孔工程中的瓶颈性问题，扩孔器下沉形成的葫芦形孔洞是孔壁失稳的主要原因。目前，扩孔孔洞孔壁稳定性问题的研究对象多为圆形孔洞而非葫芦形孔洞。基于有限元法建立扩孔器-岩土相互作用的动力学模型，研究了扩孔器下沉形成葫芦形孔洞的机理；此外，开展了葫芦形孔洞的孔壁稳定性研究，并与圆形孔孔壁稳定性进行了对比。研究表明：扩孔器下沉存在极限下沉量，且每级下沉量等于前级扩孔器半径与当前级钻杆半径之差，则实际的孔眼形状为葫芦形；计算值与印度Purna河和渭河穿越工程实际孔高值相对误差值分别为7.39%和9.8%，说明了葫芦形孔洞形成机理具有一定的可靠性；葫芦形孔洞的孔顶坍塌的可能性较圆形孔提高了138%；且孔型对孔腰稳定性的影响小于孔顶稳定性。