北宋|北宋“圜刃”锉：人类钻探史上发明的第一个钻头北宋|人类|第一个|卓筒井|发明|钻头|老

北宋中期，卓筒工艺的开创，乃是我国也是世界最早发明的钻井技术。这种工艺技术，与现代石油(包括天然气)工业中应用的顿钻钻井方法类同。它比美国创造的顿钻技术至少要早七个多世纪。

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关于卓筒井的出现，北宋苏东坡、文同、范镇三位四川名人，在他们的著作中，都有明确的记载，其中苏轼记述最详尽：“自庆历、皇祐(1041-1054)以来，蜀始创筒井。用圜刃，凿如碗大，深者数十丈。以巨竹去节，牝牡相衔(公母榫连接)为井，以隔横入淡水，则咸泉自上。又以竹之差小者出入井中为桶，无底而窍其上，悬熟皮数寸，出入井中，气自呼吸而启闭之，一筒致水数斗。凡筒井皆用机械，利之所在，人无不知”。苏轼不愧为文豪，文笔非常简练，介绍卓筒井的内容十分丰富。卓筒井的发明，其工艺技术主要特点和成就，是开创了现代深井(如盐井油气井)的维形，即包含了现代钻井三大基本程序，或称三大基本要素：第一，用圜刃钻头破碎岩石；第二，用泥筒取出井内的岩砂(岩屑);第三，下木竹套管固井保全井壁。

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一、世界钻井史上发明的第一个钻头——“圜刃”锉“圜刃”锉是人类钻探史上发明的第一个钻头。它的发明，创造了现代深井钻头的雏形，因而，成为现代钻头的始祖。凿井钻头的发明和发展，同其事物进展一样，由简单到复杂，由低级到高级，即早期的“圜刃”钻头发展到现代的鱼尾钻头、齿轮钻头、涡轮钻头及巴拉斯钻头。现代深井钻探技术，尤其目前世界上超深井的钻井钻头和基本原理，追根溯源，它的祖先乃是我国北宋初发明的“圜刃”钻头和“卓筒井”工艺的继承和发展。

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11世纪中叶，中国四川井研盐区的井匠技师们，经过长期的探索和实验，在世界上最早研制成功了第一个深井钻头—— “圜刃”锉。“圜刃”是开创卓筒井的钻头，它的形制和结构，根据苏文的记载和古代钻头及钻井原理等进行考证，认为：苏轼以“圜刃，凿如碗大”六个字，描绘了“圜刃”钻头的基本形状。其一，圜刃钻头原始形状呈圆形；其二，在圆形的钻头上有刃锋；其三，锉头的直径与碗口(径)相当；其四，碗的口径就是“卓筒井”的井径。因圜圆相通，圜和刃的结合，故名“圜刃”锉，即“圜刃”钻头。圆为主体，其底部横凸“一”字刃，锐利，易于破碎岩石。由于这种钻头先进，井匠在地面操作机械，钻凿卓筒井，比汉唐时期，人工手持锄、锸、锹等原始农用工具于井下艰苦作业，挖掘大口盐井，具有钻井工艺先进、工效高、劳动负荷轻、获利丰厚等优越性。因此，“圜刃”钻头的问世和卓筒井的诞生，是世界钻井史上一次大革命。同时为现代深井钴头的出现和发展奠定了基础。

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无独有偶，继我国圜刃钻头和卓筒井发明700多年后，美国人拉夫纳兄弟俩开始用冲击式钻井的方法，即一种十分简单的机械原理，开创了“卓筒井”似的盐井，其井深18米(59英尺)，凿井钻头直径7.6-10.2厘米(3-4英寸)，是用铸钢制作的，它的规格、形制与“圜刃”钻头大致类同。二、世界钻井史上最早研制的第一个井下取岩(屑)工具——“泥筒”北宋初，用圜刃钻头开创的卓筒井，是一种冲击式顿钻方法，它与现代石油(天然气)工业中所用的绳式顿钻钻头技术基本相同。在冲击式顿钻钻井中，及时取出井内粉碎的岩屑，十分重要。一是能提高钻井速度，加快进度；二是能及时考察井身质量是否符合要求(即是否出现井斜或并身不圆的情况)，如钻井质量不符合要求，便立即采取措施，进行处理、纠正；三是在钻井时，发现了新的来水(卤水)和天然气的征兆，必须推水或多搧泥，直到井底泥砂(岩屑) 搧净，推水把气拉顺，以免所出的西水或天然气受到泥砂的阻塞和影响。