深入探索历史
清末,一位在中国的法国传教士给法国科学院写了一封信,介绍了他在中国看到的景象:把一个周长为10米的轮子转几十圈后,人们就可以用桶从一口约600米的深井中取出盐水。
这是法国科学家闻所未闻的。事实上,中国的钻井技术已经有几千年的历史了。浙江省余姚县河姆渡遗址保存着一口约6000年前的古水井。井壁由许多木棍垒成,井底离地面只有1.35米。虽然很浅,但显然是人工挖掘的,堪称最古老的水井。
除了获取水源,古代人还发现地下的盐和天然气可以通过钻探获得。据记载,中国于公元前211年钻成第一口天然气井,井深150米。随着钻井技术的不断提高,井钻得越来越深。清代四川自贡出现了许多深度超过500米的天然气井,其中神海井是道光十五年(1835)第一口人工钻成的千米以上深井,井深1001.42米,为钻井技术史上之最。
我国劳动人民在生产实践中逐渐发明了一套钻探技术。钻孔首先离不开钻头。随着冶炼技术的成熟,不断生产出坚固耐用的钻头。古代钻头有两种。大钻头长3米,重140公斤,主要用于钻地表的岩石。小钻头不到1米长,重几十公斤,主要用于扩大大钻头钻的孔。
电缆方面,古人打井用的是竹缆。竹缆是用竹棍捻成的粗绳,远比麻绳结实,甚至比得上钢绳。当被水弄湿时,竹电缆会更坚韧、更耐用。竹缆也很灵活,可以很方便的缠绕在提升轮上提升钻头。钻井也需要动力支持,钻的越深,需要的动力越大。
古代人很早就掌握了杠杆原理,有了杠杆,人们就可以更省力地在地上干活了。在钻探的过程中,还有一个问题,就是如何把几十米深的碎石和泥浆提上来。人们用双作用活塞波纹管作为泵,通过空心竹竿把砂石和泥浆抽出来,非常巧妙地解决了这个问题。
总结:直到公元17世纪,欧洲人才开始了解中国的深井钻井技术,并按照中国的方法成功地挖到了深井。中国古代的深井钻井技术为现在的石油开采、地质勘探等生产和科研活动奠定了基础。