中國(guó)地質(zhì)鉆探歷史-小口徑深井時(shí)期
第二階段 小口徑深井(卓筒井)發(fā)明與推廣時(shí)期
北宋慶歷年間(1041-1048年)出現(xiàn)卓筒井鑿井工藝,使我國(guó)井鹽鉆鑿技術(shù)從大口徑淺井轉(zhuǎn)入小口徑深井的新階段。卓筒井的由來(lái):據(jù)考證“卓”可解釋為“植立”或“正立”,“卓筒”是直立之筒,卓筒井實(shí)際上是一種用巨竹作套管的小口徑深井。蘇軾(東坡)。在其《蜀鹽說(shuō)》中作了詳細(xì)記述,概括起來(lái)為一下幾點(diǎn):
1:北宋慶歷年間(1041-1048年 ),在今四川南部的井研縣最早出現(xiàn)小口徑深井——卓筒井,是繩式?jīng)_擊鉆探設(shè)備與鉆進(jìn)工藝的最早發(fā)明地。
2:發(fā)明了人類歷史上第一種鍛鐵制鉆頭-圓刃鑿,直徑如碗口大,可鑿井深數(shù)十丈(至少300米)
3:首創(chuàng)了以竹套管保護(hù)井壁法,防止井壁坍塌,隔絕淡水侵入。用巨形楠竹為料,去節(jié),首尾以牝牡相連接,逐節(jié)植入井內(nèi),形成套管柱。可用小于竹套管內(nèi)徑的鉆頭,換徑鉆鑿加深井筒。
4:用小于竹套管內(nèi)徑的竹筒作成搧泥筒(今撈砂筒)撈取巖屑,巖泥,或作為吸鹵筒,從井底吸取鹵水,一次課取鹵水?dāng)?shù)斗。
5:小口徑卓筒井鉆鑿用的碓架(沖擊機(jī)構(gòu))是利用杠桿原理制成,配以竹制立式或臥式絞車,起下鉆時(shí)大大減輕了人力勞動(dòng),并可用蓄力(水牛)代替部分人力。
小口徑鹽井深井(卓筒井)鉆鑿技術(shù)堪稱中國(guó)的第五大發(fā)明,其歷史作用如下:
1:第一次創(chuàng)造了小口徑鹽井深井鉆鑿設(shè)備和技術(shù),為開發(fā)地下深部礦藏提供了重要手段,揭開了歷史序幕。
2:這套鉆探設(shè)備——繩式?jīng)_擊鉆的原理,導(dǎo)致近代鉆探設(shè)備的誕生,其鉆探工藝程序至今還在沿用。
3:在鹽井鉆探中,石油與天然氣的發(fā)現(xiàn)并開發(fā)掀起了世界性的大規(guī)??碧?,以及世界能源結(jié)構(gòu)的大變革。從柴薪而煤炭,到20世紀(jì)中,石油天然氣越居首位。
小口徑深井——卓筒井鉆鑿工藝在當(dāng)時(shí)已屬先進(jìn),占地小,施工期短,成本低,而且個(gè)人即可經(jīng)營(yíng)。引起當(dāng)時(shí)廣泛注意與推廣。1068-1077年,在四川境內(nèi)已鑿井1000口。至1132年,四川20州鑿井4900多口,年產(chǎn)鹽3萬(wàn)多噸,大大促進(jìn)宋代井鹽生產(chǎn),井?dāng)?shù)增加7倍,鹽產(chǎn)品提高2.7倍。
自1041-1253年的200多年間,小口徑卓筒井工藝雖廣為應(yīng)用,但停滯不前,沒有出現(xiàn)大的突破。