中国古代钻探极简史

刘萝卜锅

品质源于技术 服务源于态度

这是阿什卡微信公众号第855篇原创文章

首发于2021年3月14日

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1

上古时代，人类祖先在繁茂的草木间摸索拿捏，与无知的禽兽们追求博取，过着天然绿色的采集狩猎生活。所有需求都可以在地面解决。是的所有。

即使在结网打渔黑科技出现之前，祖先也是逐水而居，因为稳定供应的天然水体，是任何族群包括猎物的生存之本，吃喝拉撒一条河服务。

村落向水域外拓展的转折点，八成始于一根筋：

一名很轴的祖先，孜孜不倦地追求某只小动物，不料伊不肯，扭身钻入地洞。

一根筋祖先邪魅一笑，举起刚刚发明的高新武器——石斧，狂挖。

由于很轴，他没联系实际追踪洞口，而是坚持“伊既然向下钻入，那肯定要向下挖”的理论正确。

夕阳西下，断肠人在呲牙。因为土里挖出了水。

消息像长了翅膀一样飞到隔壁老王耳朵里，于是整村十几个人都知道了。

大家决定试试看，离河边远些、再远些能不能挖出水——钻探技术就这样萌芽了。

是的，人类向地下大规模索取的第一种资源，就是水。

水井的诞生，让我们可以占领远离河流的广阔平原，拓展了人类的生存空间，提升了取水效率和质量。

2

第一波水井，准确讲应该是水坑。因为工具靠石头，技术靠硬刨，所以只有开口够大，才能把土挖出去，才能防止土方坍塌。

面对水汪汪的坑，饥渴难耐的野兽如果想抵御诱惑，那真是禽兽不如。

但入坑容易出坑难，来不及抽身的，就只好做了韭菜，献身人腹。于是水井技术的衍生工艺——陷阱出现了。

当然，如果土质合适，而且水位不深，比如一米左右，那么开口就不用那么广阔，能容师傅施工就够了。

据唐代编撰的《周书》记载：黄帝穿井。是说我大华夏早在传说中的黄帝时期，就开始挖井了。

实际上，现代中国的疆域内，打井历史显然比记载要早得多。比如：

△ 南方良渚文明的古井 距今5200年左右

接着聊记载。先秦古诗《击壤歌》这样唱：

日出而作，日入而息。
凿井而饮，耕田而食。
帝力于我何有哉！

据晋代创作的《帝王世纪》记载，这是帝尧时代流传下来的歌谣。

凿井的“凿”字在说：钻探技术已经得到长足的发展，可以打出比较窄的洞洞了——这是真正意义上的井，默默地支撑着我们的田园牧歌生活。

窄洞洞，只是相对于开口粗阔奔放的大坑而言，因为人要下去挖土，向上运土，所以井径至少要方便一人持械施展才行。

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3

人们凿井不光可以取水，凿出干井，也可以用来居住。

到了舜的时期，凿井技术进一步发展。据《史记》记载：

舜爸妈不喜欢舜，叫舜去凿井，舜爸妈可以择机而动，伙同舜弟，去落井下石。

然而舜早已看穿一切。于是先按剧本凿了一口井，凿到井底，又临场发挥，向旁边凿出一眼横洞，再向上凿出另一口竖井。

舜家三英果然尊重剧本，到指定井点去落井下石，舜就从横洞钻到另一口井逃跑了——所以世界上第一口水平井是舜爸妈逼舜发明的。

当然也不排除舜是人类地道战的鼻祖。为什么要强调人类呢？因为显然是小白兔更早发明了地道战。

到了商周以后，青铜、冶铁技术逐渐先后走向成熟，钻井工具随之升级，凿井运动也向“更深、更快、更多”发展，从水井拓展到水利工程、军事工程等。

不过，我们聊的是钻探。所以就不跑军事的题了。

4

那么，先秦时期的古井是啥形状呢？事实再一次打脸了我们偏执的认知：它们居然不是圆的。

张家坡西周居住遗址考古，发现八口水井，井体长方形5口、椭圆形3口，井口大致都是长一两米左右，宽一米前后，深三五米上下，两个长面的井壁上有成对的脚窝——看到这儿，我们就知道早期的井为啥不是圆的：方便蹬爬出入。

这些3000年历史的土井，还没什么固井技术。

但各地打井技术发展是不平衡的。在南方，很早就研发了固井工艺：

△ 河姆渡水井

河姆渡文化遗址的这口水井，边长2米，井深1.35米，用排桩当井壁，井口卯接木框固定，外架草棚遮尘挡雨——这套工艺有5700年历史，比传说中的黄帝还早上千年，可以说相当先进了。

而江苏焦家庄西周早期遗址中，已经有了石砌水井、瓦井。

到了战国中期，瓦井已是南北两开花。

所谓瓦井，也叫陶井，就是烧制陶井圈，作为井壁管，防止井壁坍塌，于是可以挖得更深。

挖的越深，井壁管的抗压任务就越重。而在力学上，圆形的井壁管更抗压，所以井体变得越来越圆。

△ 2006年，北京朝阳区道路施工挖出的汉代陶井

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东周灭亡后，蜀郡迎来了一名跨界式技术型干部——李冰太守。

李太守大搞都江堰工程的同时，敏锐地发现我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美味生活需要和食盐供应不平衡不充分之间的矛盾——沿海人民咸出蛋来，内地人民淡出鸟来，于是决定凿井取盐。

这一创举并不是拍脑门决策，而是基于现实证据的理性选择：

在乐山一带，发现过自然流出的盐泉，而在成都一带，百姓打水井时，打出过盐水井。

李冰寻脉探矿，领导人民群众凿出了一些大口盐井、盐池，口径大的有三十丈，小的仅容一人爬上爬下，深度有的三四丈、有的七八丈，虽然不深，但这可是真正的矿井。

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到了东汉时期，我们对建筑工艺更加自信，砖井渐渐兴起，圆井成为主流。

△ 三杨庄遗址汉代砖井

大口盐井工艺已扩散开来，盐矿勘探更加积极，一些没有盐泉、盐岩的地方，也找出了盐矿——汉代大口盐井有了16个产地，深度可达三十丈，已出现简单的机械提卤：井上有双层楼架、滑轮装置、竹管道等。

△ 汉代盐井

这么深的井怎么挖出来的呢？居然是铁锹、锄头之类的简单工具，靠人海战术强攻。

到了隋唐时期，盐井发展到63个产地，深度可达五十丈。

△ 保存千年的芒康的古盐井/盐田

当然，我们向地下探取的，不止是水、盐，还有其他矿物，比如煤。

△ 天工开物记录当时的煤井

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经过千年的技术积累，到了宋代，爆发了一场钻井工艺革命——卓筒井。我国钻探技术由此登上了高峰。

卓筒井的黑科技：

钻进工艺——冲击式顿钻凿井法。

发明了冲击锉，把它高高吊起，然后利用地球引力，使之呈自由落体下坠，冲击岩石，捞出岩屑，钻进成孔，到达盐卤层。

△ 自贡盐业历史博物馆 顿锉工具

冲击锉有各种形制，带尖儿的带刺儿的带钩儿的带刃儿的，应对不同地层状况。但就功能来讲，大致分两大类：向下钻、向上捞。当然边钻边捞的钻具是必须的。

△ 作业现场

有了冲击式系列钻具，就不用人下井了，小口径深井钻探，由此成为可能。

苏东坡在《东坡志林》中记载：“用圜刃凿如碗大”。

△ 中间的钻具 就是圜刃 神似后来的钻探神器洛阳铲

井口一下子缩成碗口大，意味着三大突破——

突破一：钻进同样深度，需要粉碎、掘出的岩石方量减少几十、上百倍。

突破二：对于岩石来讲，钻孔的口径越小，越不容易坍塌，钻深的想象空间发生量级上的飞跃。

突破三：井下工具替代了人，比起人爬上爬下，升降工具就快很多，也安全很多。

固井工艺——竹筒套管。

打出井胚后，把大楠竹去节，加工成竹管，下到井里作为套管，这样一举两得：

一是减少了井壁碎石掉落、坍塌风险。

二是防止淡水渗入盐井，稀释宝贵的卤水。

冲击式顿钻、竹筒套管，是卓筒井的核心技术，保证了钻探的效率和深度。所以在宋代，井深就可达百余丈了。

核心技术领先，配套技术也必须跟上才行：

深井提取工具——汲筒。

汲筒分两种：汲卤筒、泥筒。

一看名字就知道，一个是向上提取盐卤水，一个是向上提取碎屑岩浆。

二筒功能结构有区别，但基本原理大同小异：

筒底打孔，孔上置熟牛皮，下空筒时，井中液体压力向上，顶起牛皮，灌满空筒；向上提筒时，筒内液体向下压，堵住底孔，一举实现了深井液体提取。

升降技术——机械传动。

采用了人力辘轳、车盘、滑轮、杠杆等一整套机械传动系统，提高了效率。

△ 作业现场

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8

值得一提的是，卓筒井技术革命其实也是政治经济革命。

盐作为生活必需品，长期以来一直被官盐垄断，价格当然也没得商量，随官所欲，百姓经常吃不起，自己搞盐又不合法。

于是，在边远深山，人民群众钻研出了这套先进的钻探技术，搞出高产、优质、价廉的食盐。

北宋政府发现后，曾试图禁止，维护盐业的国营权。

但技术成熟了，四处开花，不好封堵，只好不了了之，承认卓筒井盐业合法，任由发展。当然，这也从侧面反映了宋朝的相对宽容。

我国人民最讲实用，只要是实用技术，被我们抓到，都会大力发展，精益求精。

卓筒井技术发展到清朝，已臻化境。

1848年，在我国自贡，历时13年完成了燊海井，放下钻头就拎起汲筒，急着捞盐的人们不会知道，自己刚刚创造了人工钻探的世界纪录，把中国钻探技术推上了世界顶峰。

△ 世界上第一口人工千米深井——燊海井，深1001.42米

-END-

油气勘探开发全流程：

• 地质勘探：有人说我假装浪漫
• 地震制造与利用者
  
• 钻井：习惯仰慕高度，往往忘了深度
  
• 录井：把你的心 我的心串一串
  
• 测井：不能说的秘密
• 固井：封印一切地底深处的妖魔鬼怪
• 完井：椰汁怎么喝进嘴里?
• 射孔：真枪实弹，一射即中
• 采油：石油行业里摘果子那个？
• 修井：聊聊修井这份职业
• 增采：怎样从石头里多榨些油
• 储运（偏储）：抢油？没实力，白给你也吃不下
• 储运（偏运）：得州大停电的背后——从拜登堕胎美加输油管道聊起
• 炼化（历史）：石油化工极简史＆现代化工极简史
  

  
  

  
  

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