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钻井技术发展的故事08-12-30作者：编辑：石油之光编辑人类早在2000多年前就开始利用天然露头产出的石油和沥青了，最早是用容器在水面上撇取原油，后来发展到挖坑采油，又从挖坑发展到坑下凿井。因为是用手工工具，这类井的深度很有限。1965年，我国湖北大冶铜绿山发掘出春秋战国时期(距今2000多年)的矿井，挖掘深度已达50多米，已经采用木质辘轳来提升矿石。西晋张华著《博物志》中记述“临邛火井一所，从(纵)广五尺，深二、三丈”。即现今四川邛徕地方有一口气井，是人工挖成的，上口宽约1．6米，深约10米。而《太平广记》记述的“陵州盐井”，“周围四丈，深五百四十尺”，按三尺为一米计算，已经深达180米左右了。而且说，坑壁用木材作井栏框架，以支撑保护井壁，防止坍塌。缅甸人大约在11世纪初也开始手工挖坑、凿井采油。缅甸的仁安羌油田上至今保存着一口人工挖的井。人下井到井底去挖土时，井口上悬挂一面镜子，把太阳光反射到井里去。《俄罗斯石油技术史》一书记述，18世纪采油主要来自人工挖的坑，无需井壁支持。1766年在阿尔汉格尔斯克省的彼尔沙，有人挖坑采油，坑深2．8米。大致也在那个时候，沙俄的克里木、库班、切列金半岛上也都有人挖坑取油。中国古代的冲击钻井人工挖坑、凿井，深度很有限。后来发明了用简单的机械，用冲击的原理来打井。这就是顿钻的开始。这种没有动力机，靠人力或畜力来带动的钻井技术，其发源地在中国。世界著名科技史学家李约瑟，在他所著的《中国科学技术史》中这样写道：“今天在勘探油田时所用的这种钻探井或凿井的技术，肯定是中国人的发明”。大约北宋中期开始(大约公元1041一1048年间)，我国出现了人力冲击钻进的简单机械，用它来钻“卓筒井”。著名文学家苏东坡写的《东坡志林》一书中记述：“自庆历(公元1041--1048年)、皇佑(1049--1050年)以来蜀始创卓筒井，用圆刀凿如碗大，深者数十丈。以巨竹去节，牝牡相衔为井”。也就是说，这种冲击凿成的井里，下入了用竹子一节一节连接起来的套管。为了在凿井过程中把井下的岩屑取上来，出卤水后把卤水提捞上来，发明了“削泥筒”，实际上是一种底部有单流阀的提捞筒。这种简易的冲击钻井设备，用人力来推动绞车，把钻头或削泥筒提上来。《元一统志》记载，“五代以前，科丁充役，后以刑徒推车汲水，熏煎甚苦”。即五代以前，抓壮丁去服劳役，后来代之以服刑犯人去干这种重体力活。大约在1253年左右出现了用畜力代替人力推动绞车的“冲击钻机”，(《元一统志》说，皇佑五年(公元1253年)知州事桑愈改以牛具推车取水。到了明代、清代，中国的顿钻技术已经相当完善和成熟。清代嘉庆、道光年间(公元1820年前后)，我国四川的钻井深度已经达到三四百丈，即1000米左右。明朝宋应星所著《天工开物》一书，记载了那时凿盐井用的冲击钻头，“冶铁锥如碓，嘴形其尖，使极刚利，向石山舂凿成孔”。悬挂钻头“铁锥”的是“破竹缠绳夹悬此锥”，即用竹丝编成的竹绳来悬挂铁锥。清朝出版的《四川盐法志》，是一部钻井技术专著，详尽地记述了18世纪四川冲击钻井的工艺和工具。冲击钻井工艺分为7个步骤：(1)开井口，在顿钻开始钻井眼之前，先在井位上挖一个坑。坑上口直径约3尺(1米)，“浅或丈许，深或数丈，见石底为止”。就是说，这个井口坑要挖到坚硬地层为止。(2)下石圈，石圈是中间凿了圆洞的方石块，圈洞直径约8～9寸(约2．4～2．7厘米)，比钻头直径大。要在井口坑里叠放十几块或几十块这种石圈，如同现在的钻井下表层套管，目的是防止松散地层井壁坍塌。(3)锉大口，就是用大直径的钻头冲击钻进。“钻机”包括“踩架”——建在井口的木架，前面两根木柱构成井架。井架顶上有“花滚子”，即天车滑轮。踩架上架设一长板叫碓板，有如跷跷板。它的前头悬挂着“锉”，就是“钻头”；另一头由人站在上面踩。踩下去时，木板那一头翘起，钻头提起来，人一放松，木板前头靠钻头重量往下落，钻头冲击井底。井浅时由两人操作，井深时要三四人操作。有一个工匠站在井El，不断地转动下落的“锉”，使井眼圆直。悬挂“锉”和扇泥筒都是竹篾编的索。(4)下木竹，就是下套管。如果钻遇出水地层，就要把木头或竹子做成中空的“木竹”下到井底，保护井壁。木制的“木竹”，用的是柏木挖空的两半，外面用布、麻等缠裹起来，用桐油拌石灰加以密封，两根“木竹”用榫头连接，也是用麻、布和桐油紧裹和密封。(5)扇泥，就是把井筒里的岩屑捞取出来。这一工具称为扇泥筒。这是一根l丈(3米)来长的中空竹筒，上头悬挂在竹绳上，筒底系一块皮钱，其作用有如单流阀。下人井底时皮钱往上顶起，泥水同岩屑进入扇泥筒内。往上提起时，皮钱下落，正好堵住筒底，岩屑被提到地面上来。(6)锉小口，就是下了套管(“木竹”)后，换一个比木竹内径小的钻头(“锉”)继续钻进。此时钻成的井眼比原来的小。(7)见功