文章介绍了自贡燊海井成为世界首个人工钻凿超千米深井的历史背景及过程。文章强调了自贡地区盐的重要性,以及古人如何采用冲击式顿钻凿井法钻井,以获取盐卤。
清道光十五年(1835年),四川自贡钻出了一口碗口大、超千米深的盐井,即燊海井,成为世界上第一口人工超千米深井。
古人采用冲击式顿钻凿井法,成功凿出小口深井,获取盐卤。这种技术在古代钻井技术发展中起到了推动性作用,被认为是中国四大发明后的另一大发明。
自贡盐业历史悠久,早期采盐方法与挖掘水井相似,简单又笨拙。随着浅层卤水枯竭,人们不得不采用新的方法采盐,逐渐发展出冲击式顿钻凿井法等技术。
钻井过程中需要隔绝洞壁上渗出的淡水,否则会导致钻井失败。随着深度增加,卓筒井技术不断发展,最终在清朝道年间达到深度超过千米的成就。
真的很难想象,古人为了吃口盐竟然这么拼!清道光十五年(1835年),四川自贡就钻出了一口碗口大、超千米深的盐井,一举成为了世界上第一个人工钻凿超千米的深井。至今都还在正常生产,成了我国仅存的手工制盐作坊。
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碗口大千米盐井
古代有没有现在这样的钻井设备,古人是如何钻出这么深的井的呢?
自贡燊海井
这口井就是自贡的燊海井,井深1000.42米,可以说对世界钻井技术发展起到了推动性的作用,因此燊海井也被人认为是中国“四大发明”后的另一大伟大发明,接下来咱们就聊聊古人是如何钻井的。
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大约2亿年前,自贡正处于海陆转换的关键时期,大量的盐卤和天然气都埋葬在了地下,形成了巨大的地下卤水层。
2000年前,生活在自贡的先民偶然间发现了地下的盐卤,自贡盐业自此生成,并一路开挂成了我国著名的盐都。就连自贡这个名字都是取自两座古老的“自流井”和“贡井”。
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在古代,盐产可是与国家的财富紧密相连的,自然刺激着盐商不断去采盐,自贡的井盐采卤史,始于东汉,闻名于唐宋,鼎盛于明清。早期,人们在采盐时,和挖掘水井并没有多大的差异,简单又笨拙。
选好址后,先把表层的土壤去掉,一直挖到砂岩。然后工匠拿着铁锤等工具,不停地向下凿洞,直到大量的岩层水沁出。唯一和水井不同的是,为了取到盐卤,盐井口径通常会设计得更大一些。
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由于长期大量开采,浅层卤水也渐渐枯竭,而继续加大深口浅井又困难重重,为了提高产量,人们不得不采用新的方法去采盐。
于是,在公元1041年~1048年的北宋庆历年间,一种新的开采方式“冲击式顿钻凿井法”应运而生,成功凿出了小口深井,又被称为“卓筒井”。
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冲击式顿钻凿井法
根据明代宋应星的《天工开物》所记载,卓筒井的具体操作方式是这样的。盐工设立了一个碓架,碓板的一头连着个铁锉,像盐匠常用的蒲扇锉,长度可达三米,重约150~250公斤。工人在碓架上一脚一脚的踩动,就能利用杠杆原理带动锉头上下锤击,从而打碎深井下的泥土岩石。之后再用单向阀的汲水桶把碎石取出来,如此循环往复,直到钻到卤水层。
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铁锉
其中,钻井一共分为两个阶段,打大眼和打小眼。上层的大眼口径一般为15~25公分,深度差不多50多米不等。大眼的作用是将楠竹筒也就是套管下探,楠竹筒能够隔绝筒壁上渗出的淡水,不让淡水进入井里。这可是钻井能否成功的关键。
如果不能隔绝洞壁上渗出的淡水,那就叫漏井,就不能往下钻了,只能报废。
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然而打井所需的人力物力财力巨大,凿井有时甚至需要二十几年的时间才能凿出来,所以很多盐商都因此倾家荡产。
只有大眼成功了才能打小眼,打小眼时需要把钻杆顶端的大钻头换成小钻头,继续往下钻,直到100多米深的卤水出来。如果每天能产500~3000斤浓度7~10度的卤水,那么这口井就成了盐井,如果不能那就是选址不准,井也就成了干窟窿。