钻探被誉为“伸入地壳的望远镜”,古代中国的钻探能探多深呢?
清朝晚期,一位在中国的法国传教士向法国科学院写了一封信,介绍了他在中国看到的场景:人们把周长10多米的轮子转动几十圈后,可以用桶从大约600米的深井中取到盐水。
这在法国科学家听来简直闻所未闻。事实上,我国的钻井技术已经有几千年的历史了。浙江省余姚县的河姆渡遗址保存着距今6000年左右的古水井,井壁由很多根木棍架叠而成,井底距离地面仅有1.35米,虽然很浅,但显然是人工挖掘的,称得上是最古老的水井。
除了获取水源以外,古代人们还发现可以通过钻井获得地下蕴藏的盐和天然气。据记载,我国在公元前211年钻得了第一个天然气气井,深度为150米。随着钻探技术的不断提高,井也越钻越深。到了清代,四川自贡出现了许多深达500多米的天然气井,其中燊海井是世界上第一口由人工钻凿的超千米深井,它开钻于道光十五年(1835年),井深1001.42米,在钻井技术史上堪称世界之最。
我国劳动人民在生产实践中逐步发明了一套钻井技术。钻井首先离不开钻头。随着冶炼技术的成熟,结实耐用的钻头不断被生产出来。古代的钻头有两种,大钻头长达3米,重达140公斤,主要用来钻开地表层的岩石;小钻头长不到1米,重量在几十公斤,主要用于拓宽大钻头所钻的孔。
缆绳方面,古人在钻井时特别使用了竹缆。竹缆就是用竹篾绞成的粗索,结实程度远超麻绳,甚至可以和钢索媲美。遇水打湿后,竹缆会更加坚韧结实,十分耐用。竹缆还有很强的柔韧性,可以十分方便地绕在提升轮上,用来提升钻头。钻井还需要动力支持,钻井越深,所需的动力就越大。
古代人民很早就掌握了杠杆原理,利用杠杆,人们就可以在地面省力地进行作业。在钻井过程中,还存在一个问题,就是如何把几十米深的碎石和泥浆提上来。人们利用双动式活塞风箱作泵,通过中空的竹竿抽出碎石和泥浆,非常巧妙地解决了这一难题。
总结:欧洲人直到17世纪才开始了解中国的深井钻探技术,并且依照中国人的方法成功地挖出了深井。我国古代的深井钻探技术,为现在的石油开采、地质勘探等生产科研活动奠定了基础。