偶看新闻手机qq多久会离线状态:特深油井钻机
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/05/05 02:55:42
——宝石机械12000米特深钻井机
工程总投资：1亿元以上
工程期限：2006年——2009年
1907年打成的中国陆上第一口油井——陕西延长油田延一井
石油被誉为工业的血液，自1848年俄国人谢苗诺夫在巴库地区钻出第一口油井以来，世界石油钻探已经走过160多年历史。随着钻探技术的发展，带来了石油产量的提升，到2009年世界石油总产量已经达到35.25亿吨。但是随着各国油气开采强度日益增大，地下浅中层油气资源迅速减少。地下深层油气资源和深海油气资源开采，成为解决未来世界能源供应的重要途径。
以我国为例，我国是个油气资源较少的国家。在已探明储量中，地下1000-5000米浅中层油气资源的开发度已超过60%；而5000米以下的深部底层，尚属于比较陌生的领域。尤其是在西部地区，塔里木、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯等盆地，石油资源近73%埋藏在5000米以下深部地层，尚有数十亿吨的石油储量可供勘探开采。中部地区是天然气富集区，有超过一半的天然气资源量在深部地层。要想获得地下深层油气资源，超深井钻采装备至关重要。2007年11月15日，由陕西宝鸡石油机械有限责任公司（简称宝石机械）生产的，我国首台12000米特深井钻机通过出厂验收，标志着我国在这一领域获突破性进展。
油井钻机主要用于地下油气资源勘探和开采，一般由井架、绞车、转盘、大钩、天车、水龙头、钻杆、钻头等部分组成，钻进深度为2-15000米。油气钻井按深度划分，4500-6000米属于深井，6000-9000米属于超深井，超过9000米的属于特深井。与此相对应，超深井钻机规格可分为6000米、7000米、8000米、9000米、10000米、12000米和15000米。美国是世界上油气钻井历史最长、工作量最大、技术水平最高的国家，同时也是拥有深井钻机最多的国家。全世界约有90多台9000米以上的特深井钻机，美国就占80多台，其中8台钻深超过10668米。
自古以来，上天、入地、下海就是人类挑战自然界的三大壮举。近50年来，人类已经踏上了月球，并且将太空探测器送到了太阳系边缘；载人潜水器也已到达10911米深的马里亚纳海沟。但是我们对于脚下的陆地却不甚了解。迄今为止人类最深的钻井深度为12262米，甚至连地壳都没能钻透。可以说是“上天有路，入地无门”。科学家只能通过研究地震波、地磁波、火山爆发，以及地质环境模拟计算，来解释地球内部的秘密。
地球内部结构模型，地壳只是表面薄薄的一层，但人类至今仍未能钻透地壳。
地球是一个平均半径6371公里的椭球体，由地表至地心依次为地壳、地幔、地核。其中地壳只是地球表面一层薄薄的岩石硬壳，平均厚度为17公里。大陆地壳平均厚度33公里，山区最厚可达70公里（我国青藏高原）。海洋地壳则显著变薄，仅有7公里左右。地壳上部由沉积岩、花岗岩组成，称为硅铝层；下部由玄武岩或辉长岩类组成，称为硅镁层。地球上的油气资源多数位于地壳内。莫霍面是地壳与地幔的分界面，由南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现。地幔深入地下2900公里，体积占地球总体积的83.3%。地幔分为两层，由地壳以下至1000公里处，称为上地幔，由较软的橄榄岩组成，处于半熔融岩浆状态。地下1000-2900公里区域称为下地幔，由金属硫化物和氧化物组成，处于极端高温和高压环境，呈固体状态。据科学家推测，在上地幔内，也可能存在大量油气资源。古登堡面是地幔与地核的分界面，由美国物理学家古登堡于1914年发现。地核是地球最核心的部分，体积与火星相当，质量占地球总质量的31.5%，分为液态外核、过渡层与固态内核。由于地核离地面太深，所以人类至今对它了解得很少。有科学家根据地质活动测算，内地核温度可达到5000摄氏度，几乎与太阳表面一样热。地核内部压强可达到360万个大气压（每平方厘米3600吨），足以将任何坚硬物质挤碎。高温、高压，坚硬的岩石，变幻莫测的地质条件，高昂的钻探成本，这些因素给特深井钻探带来了极高的难度。
1848年，俄国人谢苗诺夫发现石油后，巴库地区井架如林。
□ 世界深井钻探技术发展
深井钻井技术的发展始于20世纪30年代末，美国于1938年钻成世界上第一口4573米的深井，1949年钻成6255米的超深井。俄罗斯于1992年创造了12262米的特深井世界纪录。德国于1994年钻成一口9107米的特深井（大陆科学钻探井）。特深井钻探会面临各种技术挑战，全球能钻4500米以上深井的国家有80多个，有30多个国家能钻6000米以上的超深井，而能钻8000米以上超深井的国家只有6个。迄今为止，全世界已钻成8000米以上的超深井共计12口，其中美国6口，前苏联2口，挪威1口，奥地利1口，德国1口，中国1口。
我国深井钻探技术起步较晚，大体经历了三个阶段：第一阶段是1966-1975年的起步阶段。1966年7月28日我国在大庆油田钻成第一口深井“松基6井”，井深4719米。此后又陆续在大港、胜利和江汉油田打成了4口超过5000米的深井，初步积累了深井钻探经验。当时用的设备是经改造加固的3200米钻机和塔式井架，钻杆从苏联进口，钻头在上部地层用刮刀，下部地层用滚动轴承三牙轮钻头。第二阶段是1976-1985年的初步发展阶段。1976年4月30日在四川地区完成了第一口超深井“女基井”，井深6011米。此后完成了100多口深井，10口超深井，其中两口井深超过7000米（四川关基井7175米，新疆固2井7002米）。主要设备是从罗马尼亚批量进口的6000米深井钻机，总数超过100台，成为陆地钻深井的主力钻机。第三阶段是1986年至今的规模应用阶段。国内各大石油企业、科研单位、高等院校重点针对塔里木盆地、川东地区深层油气勘探进行了复杂地质条件下深井超深井钻井技术联合攻关，大大提高了深井超深井钻井技术水平。从1985年起我国陆续引进了美国的5000-9000米的电驱动钻机22台。90年代中期我国研制成功了6000米深井电驱动钻机，达到90年代的国际水平。随着深层勘探开发的加快，1986至1997年我国共完成深井超深井688口，其中超深井34口。近年来，我国在深井机械钻速、钻井周期、单井钻头用量等方面都取得了很大进步，完成了一批高难度的复杂深井，同时在深井钻探装备上也有了很大发展。
2005年11月27日，塔里木油田部署在新疆英吉沙县钻成“英深1井”，井深7258米，成为当时国内最深的井。2006年7月12日，中国石化西北分公司在新疆塔河油田部署的“塔深1井”，成功钻至井深8408米，用时462天，被誉为“亚洲第一深井”。2007年12月21日，新疆石油管理局在准格尔盆地莫索湾地区完成“莫深1井”，井深7500米；使用陕西宝石机械生产的我国首台9000米交流变频超深井钻机。2009年8月7日，宝石机械生产的我国首台12000米超深井钻机，在四川德阳完成国内第一口海相超深科探井——川科一井，完钻井深为7560米。该井对于推动海相科技难题的解决以及地质科学探索具有重要意义。
□ 陕西宝石机械概况
陕西宝鸡石油机械厂始建于1937年5月，前身为陇海铁路宝鸡机车修理分厂。1953年5月，划归燃料工业部石油管理总局领导，命名为“石油管理总局第一机械厂”。1955年，石油工业部成立，更名为“石油工业部第一机械厂”。1958年6月，工厂划归陕西省，受省重工厅领导，更名为“陕西省宝鸡石油机械厂”。1991年1月1日，工厂划归中国石油天然气总公司。2002年11月15日，宝鸡石油机械厂改组为宝鸡石油机械有限责任公司。2008年，公司成为中国石油天然气集团公司独资设立的一人有限责任公司。宝石机械现有员工4000余人，拥有各类设备2000余台（套），占地85万平方米，总资产33亿元，是全球最大的陆地钻机和泥浆泵研发制造企业，年产钻机上百台，产量连续4年位居全球首位。
建厂70多年来，宝石机械为我国钻探事业提供了大量装备。2001年，陕西宝石机械为我国大陆科学钻探工程提供了一台ZJ70D型钻机。这是我国石油系统研制的第一台7000米超深井钻机。ZJ70D钻机按国家标准设计制造，符合美国API规范，设计钻井深度7000米（41/2in钻杆）-6000米（5in钻杆），最大钩载4500KN，最大钻柱重量220吨，绞车最大功率2000马力，4档无级变速，提升系统绳系6×7，钢绳直径φ38mm，泥浆泵功率2×1180千瓦，转盘开口直径925.5mm（371/2in），2档无级变速；井架为前开口型，高45米；钻台为双升式，高9米。该钻机首次采用了国产液压盘式刹车，司钻控制信号采用双线传输形式，提高了控制系统的可靠性。
大陆科学钻探工程是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻计划，1999年选址江苏东海县安峰镇毛北村，投资1.76亿元，设计井深5000米，获取岩心用于研究地质构造。2001年8月4日正式开钻，至2005年4月18日竣工，完井深度5158米，孔径256毫米。主孔获得5118.2米珍贵岩心和气流体样品，在地下3910米的极端条件下发现了大量微生物。科研人员将微生物活体成功培养为一株兼性厌氧菌，从而发现了新的细菌DNA基因。
2005年12月9日，陕西宝鸡石油机械公司研制的，我国首台9000米交流变频钻机通过专家评审验收。使我国成为继美国、意大利、挪威等国之后，全面掌握此项技术的少数国家之一。该机由新疆石油管理局钻井公司订购，用于准噶尔盆地腹部莫索湾地区的“莫深1井”。该井是克拉玛依油田的一口重点探井，设计井深7380米，投资超过3.5亿元，由90001钻井队施工，是中石油有史以来单井投资最大的风险探井。2006年5月26日，钻机运至施工现场，经过12天组装后，于6月6日完成井架、底座起升任务，8月13日正式开钻。至2007年12月21日，完井深度达到7500米，创下六项国内陆地钻井新纪录，完成了我国最重套管柱的下放。9000米交流变频钻机采用最先进的全数字化交流变频控制技术，实现了智能化控制。该机拥有5项国家专利，名义钻深9000米，最大钩载6750千牛；模块化设计总体布局合理，并在抗寒、耐高温、防渗漏、防腐蚀、防爆和防沙等方面均有完备的设计。莫深1井成功后，美国公司立即与宝石机械签订了9000米钻机采购合同，累计获得8台订单。
12000米钻机在总装试验场
□ 我国首台12000米超深井钻井
为在四川东北部地下深层寻找油气田，2006年5月，中石化集团举行全球招标会，准备采购三台12000米特深井钻机。参与竞标的有美国国民油井瓦科（National OilWell Varco）及陕西宝石机械等厂商。美国国民油井瓦科是世界最大的石油装备供应商，已有逾80年历史，旗下通过兼并拥有多家老牌企业，技术水平居世界领先地位。最终通过竞标，陕西宝石机械以技术总分第一、制造成本最低和交货期最短，战胜国外竞争对手，一举拿下全部三台12000米钻机合同。
合同到手后，宝石机械迅速组织技术专家组，与客户制定技术方案。项目还被科技部列入“国家863计划重点课题”。12000米特深井钻机是个复杂的技术集成项目，涉及众多学科，主要研究内容包括：6000马力交流变频电驱动钻井绞车及盘式刹车系统，承载9000kN的井架与底座，承载9000kN天车、游车、大钩、吊环及6750kN水龙头，开口直径49 1/2英寸的转盘，钻井泵易损件可靠性及寿命研究，钻井钢丝绳研制，电机、传动控制系统的系统匹配及优化。
这台钻机的钢结构塔式井架高达52米，相当于20层楼房，重达数百吨。由于井架要长期暴露在零下40摄氏度的极端低温，和55摄氏度的高温环境下工作，因此必须选用高强度耐低温钢材。为了确保新型钢材的焊接质量，技术人员经过3个多月的努力，终于完成了焊接工艺试验。为了培训焊工，专门从哈尔滨请来具有国际资质的焊工培训师，厂内260多名优秀焊工参加培训，只有130人通过考试，拿到了操作证书。井架在地面组装后，因为高度和自身重量，有可能“扶”不起来，一旦出现这种情况，那就是重大事故。国内一家同行，就是因为一台大型钻机交货后没有“扶”起来，企业因此一蹶不振。为此，宝石机械对井架结构进行优化，使井架主体重量减轻了15%。钻机的大钩、游车、天车、水龙头等主要承重部件，对钢材的硬度、塑性等指标有着很高要求。12000米钻机大钩要负荷900吨的重量，相当于吊起90辆10吨重的卡车，同时要求能在零下40摄氏度的低温下工作。这对钢材的性能指标提出严格的要求。宝石机械铸造分厂的技术人员，反复研究钢材配方，仅在成品阶段的试验就失败了三次，最后终于冶炼出满足要求的新型钢材，被命名为“大钩钢”，并申请了专利。为确保可靠性，他们专门投资400多万元，建成了亚洲最大的2000吨拉力试验台，以超过设计承载标准1倍的负荷测试钻机部件。
宝石机械铸造分厂员工在浇铸铸件
12000米钻机需要一个直径1.96米的高精度弧齿锥齿轮驱动转盘，开口直径1.257米。这是钻机的核心部件之一，靠它才能将动力传递到万米地下。而加工这么大的转盘，有着极高难度，宝石机械曾经加工过的转盘，最大尺寸只有1.6米。公司将这个重任交给即将退休的高级工程师刘志学，历时三个月，终于完成了这个亚洲最大的转盘。钻机的绞车提升能力达6000马力，由株洲南车电机公司研制，在采用模块化设计充分满足钻机安装和运输要求的同时，通过对减速箱结构的创新设计，实现了绞车主电机与绞车的快速离合。钻机泥浆泵采用宝石机械自行研制的52兆帕、2200马力高压泵。控制系统是钻井的心脏部分。这台钻井使用世界先进的交流变频控制新技术，由西安宝德自动化股份有限公司研制。以计算机控制、数字矢量变频传动控制和以网络技术为基础的冗余系统结构，绞车采用高精度四电机负荷分配控制，是国内第一台12000米超深井变频驱动钻机控制系统。能通过编制程序进行全过程控制，实现作业数字化、智能化。根据参数变化，这台钻机会判断工况，进而自动加速、减速、刹车，当遇到故障时还能自动报警，钻机安全系数较高。此外，该钻井还研制了12米旋升式底座、72吨承载能力的耐低温死绳固定器，承载能力675吨，适应零下40度环境要求的水龙头。
2007年11月15日，经过一年多时间的研制，我国第一台ZJ120DB型12000米特深井钻机巍然挺立在陕西宝石机械的钻机实验场，顺利通过了中石油集团和中石化集团共同组织的出厂验收。该钻机的整体技术水平达到了国际领先水平，打破了美国、挪威等国在该领域的垄断地位。此时正值陕西宝鸡石油机械公司成立70周年。
2008年3月12日，首台12000米钻机经过数月时间的安装调试，开始承担川西海相深层科学探索井（川科一井）的钻井任务。川科一井位于四川绵竹市孝德镇东利村1组，是中石化在四川盆地川西坳陷孝泉构造部署的一口科学探索井，总投资约3亿元，原设计井深8875米，后改为7540米，由胜利油田99101钻井队承钻。该井于2007年3月20日开钻，起先使用宝石机械公司生产的7000米钻机打井作业，顺利钻至3200米后，于2008年3月12日改用宝石机械研制的国内首台12000米钻机继续钻进。5月12日，四川汶川发生强烈地震，绵竹是重灾区。该井经受了强烈地震的考验，经过震后检测，设备各系统运行良好，一切正常，充分显示了该钻机的先进性和可靠性。12000米钻机在钻入海相地层后，创出了川西地区一系列高新指标，特别是在欠平衡施工井段（4671米-5431.7米），纯钻进时间为837.75小时，平均机械钻速达到每小时1.02米，比较常规钻井平均机械钻速提高了30%。2009年8月7日，我国首台12000米钻机不辱使命，顺利完成川科一井的钻探任务，完钻井深为7560米。它的完钻，把我国超深油气藏勘探开发水平提高到一个新层次，对于推动海相科技难题的解决以及地质科学探索具有重要意义，并将极大地提升我国石油钻井队伍在国际油气勘探市场的竞争力。
世界第一口千米深井——燊海井
□ 世界矿井钻探发展历史
人类钻井采矿已有数千年历史，例如我国北宋庆历（1041-1048年）年间，在四川地区出现的卓筒井，用以抽取卤水制盐。卓筒井采用冲击式顿钻凿井法开凿，其口径仅有竹筒大小，然而能深达地下上百米，井身以竹筒为护壁。在开采卤水的过程中，人们发现了埋藏在地下的石油和天然气，这比西方国家钻井采油要早800多年。英国科学史专家李约瑟博士称卓筒井为中国古代“第五大发明”。
至清代晚期，四川自贡地区卤水制盐盛极一时，有盐井9620多眼，既出产卤水，也出产天然气，用于烧锅熬卤，年销食盐最高可达7亿斤。自贡富荣盐区不少盐井深达千米，已接近三迭系层位，开采出了黑卤及岩盐。1835年（清道光十五年），在今自贡市大安区长堰塘附近凿成的“燊海井”，深达1001.42米，是世界第一口超过千米的深井。该井采用冲击式顿钻法开凿，有木制碓架、井架、天地辊（滑轮）、大地车（绞车）等一套完整的设备，可以说是现代钻井机械的雏形。开凿时用人力将锉头提起，锉头在重力作用下向着井底猛力冲击顿钻，如此周而复始，一段井凿成后，再推动大地车，通过滑轮天车，将扇泥筒下到井底，把凿出的泥浆碎石提取出来。燊海井历时三年凿成，既出卤也产气，日喷黑卤万余担，日产天然气约8500立方米，可供80余口盐锅将卤水熬制成14吨食盐。该井至今仍能产气。
燊海井凿成13年后，也就是1848年，俄国人谢苗诺夫（F.N. Semyenov）在现今阿塞拜疆首都巴库附近，开凿出了8口油井。由于埋深浅，品质好，包括瑞典诺贝尔兄弟在内的各国资本蜂聚巴库，一时间，井架如林。在19世纪中期，世界上90%的石油都产自巴库地区。1852年波兰化学家依格纳茨·卢卡西维茨（Ignacy Lukasiewicz），发明了从石油中提炼煤油的技术。次年7月31日，他又发明了轻便实用的煤油灯，还在波兰南部发现了油田。由于当时用于照明的鲸油资源日渐枯竭，价格便宜的煤油灯广受欢迎，现代石油工业由此迅速兴起。
1872年，波兰南部克罗斯诺的博布卡（Bobrka）地区使用的井架。
美国宾夕法尼亚州德雷克纪念馆复原的美国第一口油井——德雷克井
□ 美国石油工业开端
美国宾夕法尼亚州西部的泰特斯维尔（Titusville）石油溪谷地区，是美国石油工业的发源地。印第安人曾在这里收集河面上的浮油，用于治病。1853年，一位名叫弗朗西斯·布鲁尔（Frances Brewer）的医生，回到泰特斯维尔乡下。他的父亲在石油溪谷附近开了一家木材加工厂。布鲁尔考察了石油溪上漂浮的石油，认为有利可图，于是雇佣了一名当地的农民在油苗附近挖了一些土坑和沟槽，把自然溢出来的原油汇集起来。用这个办法，一天可以收集18加仑。到这年年底，一共收集了1095加仑原油，估计价值831美元。这些油供给他父亲的木材厂点灯和给木材机器润滑。布鲁尔打算扩大生产，他与合伙人乔纳森·埃弗勒斯及乔治·比斯尔，于1854年12月30日在纽约市成立了宾夕法尼亚岩石油公司。这也许是美国乃至世界第一家石油公司。他们花5000元买下希巴德农场100英亩的土地，以及附近12000英亩土地的采油权，主要的石油泉眼都在这里。他们雇佣人员收集油泉的自流油，出售给人们用作治疗关节炎的药品。当时经济形势不好，股票卖不出去。为了拓展石油的用途，布鲁尔找到了耶鲁大学的本杰明·西利曼教授，出资526美元，委托他对石油进行分析。1855年，西利曼教授提交了一份调研报告，指出石油具有优良的润滑性，还可以提炼出煤油用于照明。
康涅狄格州纽黑文市的一些投资家闻讯受到鼓舞，都愿意购买股票。他们要求按康涅狄格州的法律改组公司。于是，1855年9月18日，注册成立了康涅狄格宾夕法尼亚岩石油公司，资本30万元，由布鲁尔任董事长，希巴德农场也归这家公司。由于经营不顺，作为股东之一的城市储备银行总裁詹姆斯·汤森，接替了布鲁尔的位置。汤森和纽黑文的那些投资家决定另起炉灶，垄断这里的石油经营。1858年3月23日，他们成立了塞尼卡石油公司。埃德温·德雷克（Edwin Drake）成为公司的一名股东。
德雷克少轻时在纽约做过杂活，只有小学文凭。19岁时离开纽约到西部去碰碰运气。1849年回来，当上了纽约至纽黑文铁路的列车员。1857年夏天，一场病使他离开了铁路。妻子也死了。他孤身一人待在纽黑文一家旅馆里，就在这里遇见了汤森。汤森向他介绍了情况和打算。德雷克用身上仅有的200元钱投资塞尼卡石油公司。这时德雷克的病已经好了，正无事可做，身上还剩一张可以免费坐火车的铁路通勤证。汤森看中这点，就雇用了他，带他到纽黑文的赛尼卡石油公司。德雷克被委任为驻泰特斯维尔的总代理，年薪1000美元。这是他从来没有拿过的高薪。1858年5月，德雷克来到泰特斯维尔。公司故意往他入住的旅馆给他发去一封信，信封上写的是“德雷克上校”。这一下，人们都把德雷克称为“上校”。这对于打开局面倒是有好处的。
1866年，埃德温德雷克（Edwin Drake，前排右侧戴礼帽者）站在油井机房和井架旁边。
□ 德雷克上校与美国第一口油井
德雷克的任务是把布鲁尔在1853年雇人挖的井坑重新挖开，以生产更多的原油。他在经过宾州塔兰屯盐矿时，看到过开采盐井的钻机，觉得钻井采油产量会更高些；于是买了一台6马力蒸汽机，自己设计建造机房和井架，做成一台简陋的钻机。他还以日薪2.5美元，雇佣了一位名叫威廉·史密斯的铁匠，此人有过在盐矿上钻井的工作经验。1859年6月，钻井工作正式开始。蒸汽机驱动绞车，用绳索将铁制钻头提升到井架上，然后猛然放下钻头，如此反复冲钻地面，这与盐井的钻井方式类似。由于井口离石油溪只有50米，地下水很快渗透进了井眼，水泵无法将水抽干。德雷克就将一根10英尺长的铁管打入井口，穿过砂层和黏土层，这样就有效地隔住了水。钻头在铁管里继续向下钻进，到地下32英尺深的地方，遇到了基岩，每天只能钻进3英尺，花的钱也已经超过了预算。纽黑文的公司总部决定将钻井风险控制在2500美元，汤森指示德雷克就此结束，关井算账。所幸德雷克已经从米德维尔银行借来了500元，还可以继续干。
1859年的8月27日，这天是星期六，下午收工时，钻到69英尺深（21米），突然钻头下落了半英尺，史密斯没有注意到这个情况，放下工具就回家过周末去了。第二天上午，史密斯来到井上时，发现原油已经溢满了地面，他立刻叫来了德雷克。两人狂喜不已，找来威士忌酒桶、洗衣盆等容器储存石油。由于这口井不能自喷，德雷克就将蒸汽机泵管送入井底，用以抽取石油，日产量约30桶。9月13日，纽约论坛报披露了德雷克井出油的消息，炼油商们蜂拥而至，以每桶20美元的高价收购原油。10月的一天，史密斯拿着灯到井口查看设备，不慎引起大火，将机房全部烧光。德雷克只得花钱修复了钻塔和蒸汽泵。随着从四面八方涌来想发财的人，油溪两岸狭窄山谷中的平地很快被租了出去。到1860年11月，即德雷克井出油15个月之后，已有75口井出油，将这一地方戳得是千疮百孔。找油的范围也迅速扩大。全美国陷入石油淘金热潮，东到纽约州，西到俄亥俄州，先后钻成了一批油井，开始产油。到1862年，美国原油产量已经达到41万吨。
这样大量的原油怎样运输呢？由于早年高产油井都集中在石油溪谷附近，大部分时间河沟枯竭，令驳船无法运送桶装石油。因此石油商不得不雇佣马车，将桶装石油经长途跋涉运至铁路附近，每桶运费高达2.5-5美元。1863年起，众多石油商联合起来，在上游修筑水坝蓄水，然后一起放水，使下游河水暴涨。运油船就可以驶入油井附近的河道，将石油运至匹兹堡等地售卖。1865年，萨缪尔·赛克尔在这里铺设了世界第一条输油管线，这条管线是用熟铁管，靠螺扣连接的，管径2英寸，全长5英里，首站用蒸汽机带动的泵压送，日输油量达800桶，每桶油运价才1美元。于是，这里很快布满了短程输油管线，把油输送到火车站。铁路是石油长途运输的主要方式，由于利益驱动，很快有铁路公司将运油专线修进了采油区，一台铁路平板车上安放两个立式大油桶。到1868年，已经出现了铁路卧式油罐车，每罐容量100桶。到1869年，也就是德雷克井投产10周年的时候，宾夕法尼亚州建成了第一条长输管线，从柯里维尔输到威廉港装船，管径6英寸，全长109英里，穿越山区，日输油能力达1万桶。一大批炼油厂如雨后春笋般在宾夕法尼亚州一带兴起，带动了钻机制造、油桶制造、铁路运输、化工原料、石油贸易等庞大的产业链，使美国石油工业一跃而起，迅速超过了欧洲。1870年，约翰·D.洛克菲勒成立了标准石油公司，通过兼并重组，迅速成为世界最大的石油托拉斯，控制了美国90%的炼油厂和石油管道。1890年，美国国会通过了反垄断法。1911年5月15日，美国联邦最高法院裁定标准石油违法垄断，将其支解为37家新公司。这些公司后来发展成为埃克森-美孚、雪佛龙德士古、英国石油-阿莫科等世界石油巨头。世界石油工业已经发展成为年产值数万亿美元的庞大产业。
用铁路运输桶装石油
1859年，埃德温德雷克在泰特斯维尔发现石油后不久，引起了钻井狂潮，这是1865年在Oil Creek Valley拍摄的照片。
1899年,美国标准石油公司的炼油厂。洛克菲勒缔造的吗石油帝国，垄断了美国石油市场。
至于德雷克，在那口井结束后就离开了泰特斯维尔。他在纽约当过治安推事，做过石油股票经纪人，结果赔得一干二净。后来患了神经痛，总之他的晚景不好。1873年，宾夕法尼亚州议会得知了他的不幸，决定支付给他每年1500美元的退休金，以表彰他的功绩。1880年，正当美国人大发石油财的时候，德雷克去世了。1901年，他的遗体迁葬于泰特斯维尔，并且建起了纪念碑。
德雷克迁葬后的第二年，美国加州的Coalinga出现了旋转式钻井机；虽然第一口井以失败告终，但这一技术大大提高了钻井效率。早期钻井机以钻头落重击碎井下岩层，旋转式钻机在遇到岩层时，钻头磨损很厉害，往往打不了多深，钻头就损毁了。敢于异想天开的美国人Bone、Morris和Eaton等人，想到了世界上最坚硬的物质——钻石。他们将巴西钻石镶在钻头前端，下钻岩层时如同切豆腐一般，果然效率倍增。钻井功率越做越大，使得钻井深度的记录被一次次打破。1930年，美国加州Kern郡钻成一口9629英尺（2935米）深井。1943年，同样是在Kern郡的South Coles Levee，钻井深度达到16246英尺（4952米）。1944年，在临近的North Coles Levee，深度达到17895英尺（5454米）。至1982年底，美国探井和生产井总数达到惊人的280万口，占世界总量的73.7%，其中生产井60万口，总进尺19亿米。从1859年至2007年，美国累计生产原油269亿吨，居世界第一位。而世界最深钻井的头衔，则被俄国人摘走。1992年7月，俄罗斯在克拉半岛钻成了迄今为止世界最深的SG-3井，深度达到12262米。
前苏联科拉SG-3钻孔，深达12262米，为世界第一超深孔。
□ 世界最深的探井
在二十世纪60年代冷战期间，随着美苏太空竞赛的逐步升温，另一场竞赛也在悄然展开：那就是向地心进军。他们的目标是钻入地壳与地幔之间的界面，即莫霍洛维奇不连续面。莫霍面介于坚固的地壳和充满岩浆的地幔之间，当时科学界对莫霍面存在较大争议。1961年，美国开始实施“莫霍计划”，在加利福尼亚湾外、墨西哥西海岸外钻井，1966年因经费等原因而终止。自美国人发起莫霍面钻探计划之后，苏联人也加入了这场钻探竞赛。1962年，苏联地质部和苏联科学院提出“俄罗斯莫霍钻探计划”，目的是研究莫霍面和地下贵重矿石的形成过程。计划交由苏联最高苏维埃主席团决议。苏联国家科委为统一协调超深孔钻探规划，组建了“地球地下资源研究与超深孔钻探部门科学委员会”，由苏联地质部长任主席。有95个生产和科研单位参加，设计施工超深井约18口。其中СГ－1井设计深度12000米（在乌拉尔的马格尼托哥尔斯克复背斜）；СГ-2井设计深度15000米（阿塞拜疆的萨阿特雷）；СГ－3井设计深度15000米（科拉半岛）；其他15口为6000米左右的卫星井。
1966年，苏联决定在科拉半岛布置特深钻井。科拉半岛属于苏联西北部的摩尔曼斯克州，靠近北极圈和巴伦支海，面积约10万平方公里。钻井选址在距摩尔曼斯克州扎波利亚内市西北15公里，一个人迹罕至的湖边；地处北纬69度以北的永久冻土带，地层为坚实的结晶岩层，附近有贝辰加镍矿区。整个计划由苏联地质部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯基直接领导，只有少数科学家能够参与这项计划。所有参与钻探的工作人员均分得了一套莫斯科的公寓房，工作期间的月薪相当于大学教授一年的年薪。钻井旁边设立了一所科拉学院，有十六个实验室对岩心进行研究。
1970年5月24日，钻探工作正式开始。当时选用的是苏联乌拉尔重型机器厂生产的Uralmash-4E型钻机，后换用乌拉尔重机研制的Uralmash-15000型钻机，最大钻深15000米，采用铝合金钻杆，大钩载荷只有4000kN 。苏联深钻技术与欧美国家有很大不同。欧美国家一般用研磨切削碎岩钻机，配置高强度钢钻杆，加大钻机提升载荷。苏联采用涡轮钻进法，剪切型碎岩钻机，配置高强度铝合金钻杆，钻井提升载荷则不太强。铝合金制造的钻杆和钻管甚至有比钢材料更高的单位强度。高扭矩耐高温的减速涡轮机在250℃温度下能够可靠工作达100-150小时。到1983年，该井的钻探深度已经达到了12000米，钻孔底部温度超过180℃。为此决定停止进一步钻进。最后的262米是在1983-1992年间进行的，花了近十年时间。1992年7月，该井结束钻井工作，完井深度为12262米（40226ft），停止钻进的官方理由是经费不足。这是前苏联时代继和平号宇宙空间站、深海勘探船之后的留下的第三大科研计划。
该井在钻进过程中提取了4024米的岩心，当钻探深度达到9500米时，钻进了一个含有黄金和钻石的地层。取出的岩心经分析表明，金含量居然高达80克/吨。要知道金含量达到4克/吨的金矿层就具有商业开采价值，地球表层中很少能找到金含量超过20克/吨的矿层，相比之下这里几乎是金子的宝藏。为了研究地壳深处高频声波的特点，俄科学院地球物理研究所的专家，在这座钻井内距地面3050米处，安装了一个灵敏度很高的磁致伸缩检波器。经过数年的不间断探测和记录，研究人员意外地发现，他们记录下的一部分声波变化，能准确反映出6公里外一家采矿企业的工作规律。科拉井至今仍没有封死，井中采出的岩心保存在科拉学院中。有部分科研人员仍在利用该井的设备探测地震及其他测量工作。前苏联地质部部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯曾就该项目，出版了一本《科拉半岛上的超深钻井》，详细介绍了这项钻探工程。
台湾苗栗第一口古油井
□ 我国石油工业发端
我国近代油气钻探始于清代晚期。1861年（清咸丰11年），台湾淡水厅一个名叫邱苟的理蕃通事（即翻译），因勾结土蕃杀人，被官府通缉，逃进后龙溪河谷上游的出磺坑一带。邱苟发现河谷水面漂浮着黄黑色的东西，用竹竿捞起一些，闻上去有臭味，点燃后发出光亮。他就捞了一些拿回住处做为油灯燃料，还用背篓装了一些拿去贩卖。后来销路多了起来，他就在溪边挖了个3尺深的大坑，每天可出油40来斤。同治三年（1864年）邱苟以100大洋的代价把这个油坑转让给一家姓吴的人家。不到一年，邱苟又把这个地方的“开采权”，以1000大洋卖给苗栗的英商宝顺洋行，引起两家纠纷。官府在会同当地士绅调解的过程中，查明罪魁祸首是在逃杀人犯邱苟，于同治九年将其抓获并处死。官府同时宣布，外国商人无权开矿，禁止开采出磺坑一带的石油。
清光绪三年（1877年），福建巡抚丁日昌得到报告说台湾苗栗出磺坑出产石油，于是奏报朝廷建议开采，获得朝廷批准。当时美国石油产品已经行销世界各地，进口的煤油被称为“洋油”。1878年，福建总督沈葆桢批准旗昌洋行获得出磺坑一带的石油开采权。旗昌洋行从美国购买了一台顿钻机，还聘请了1名英国技师、2名美国技师。外国技师仿照德雷克井的方式，在出油的溪流旁打井。钻井过程中几度被涌出的水淹没，在116米处钻到了油层。本想继续往下钻，但因井壁坍塌厉害，只得在120米处完钻，安装采油唧筒，日产油750公斤。一年后，该井因外国技师离职及机具损坏而关闭。1887年，台湾巡抚刘铭传在苗栗设立油矿局，派林朝栋兼管，这是我国第一个石油企业。苗栗油矿在4年里一共钻井5口，只有一口井出油，日产油30公斤，其他全是干井。这期间，刘铭传曾与英商范嘉士订立由英商承办台湾油矿合同，遭到清廷反对。光绪17年（1891年），台湾巡抚邵有濂撤消了苗栗油矿局。
始建于1905年的延长石油官厂
1897年，清政府新疆商务总局开始在独山子（今属克拉玛依市）开采石油，共有十几处油泉。所谓开采，仍然还是用瓢舀油，只不过收归国有，不让老百姓随便舀而已，并未形成工业化生产。两年后，英商与四川绅商签订协议，开采煤、铁、金和石油。1903年，陕西大荔绅商于彦彪等人，与德国商人私订延长地区石油开采合同，遭陕西布政使斥责。后经陕西巡抚营鸦勋上奏，将延长油矿收归官办。清政府拨银八万两，作为开办经费。1907年，延长石油官厂成立。4月25日开凿1号井，至7月底，井深达75米，日出油25斤，炼成灯油，销往省城。1914年，北洋政府与美国美孚石油公司签订协议，合作开发陕西延长和热河等地区的石油矿。美孚公司从美国运来四台顿钻机，组建3支钻井队，共钻井7口，因未获工业油流而于两年后结束钻探。1921年，北洋政府与英国订约，由英国人获得新疆石油的优先开采权。1929年，延长石油官厂钻成新1井，这是自1916年美国公司撤离之后，由中国工程技术人员自行钻成的油井之一。该井深173.3米，油层厚3米，原油日产量10吨多。1934年，国民政府资源委员会设立陕北油矿探勘处，先后在延长、永坪打浅井7口，其中有4口出油，日产量不到10吨。
1936年，国民政府资源委员会设立四川油矿探勘处，下设达县、巴县两矿区。向德国哈卜罗公司订购钻机4套，聘请德国技师，于次年十月使用1200米旋转钻机，在巴县石油沟开凿巴1井，至1939年11月钻成，井深1402米。这是我国第一口用旋转钻机钻成的井，在1110米处发现三叠纪上部石灰岩含气层，日产气14150立方米。1941年3月，甘肃老君庙油田数口油井喷出高产油流。4月，甘肃油矿局在玉门石油河东岸建设炼油厂，有日炼2吨的立式蒸馏塔等设备。同年11月，甘肃油矿局派人赴美国学习石油钻采储运及冶炼技术。1944年8月，甘肃油矿局接管新疆独山子油矿，成立乌苏油矿筹备处。自1937年第一口探井出油到1943年，独山子油矿共钻井33口，采油13000多吨。
1945年8月，日本战败投降。在日本侵占东北的几十年时间里，曾经动用大量人力物力，在牡丹江、锦州、内蒙古扎赉诺尔、河北丰宁等地勘探油气资源，但一直没有收获。1938年，热河省阜新煤矿在700米深处曾发现少量原油。伪满石油株式会社派地质人员测勘后，于1939年开始先后投入16部钻机，在阜新地区进行大规模钻探。至1945年共钻井81口，最深的吐呼台R1号井深1973米，未发现工业油流。（其实这里与解放后发现的辽河油田仅一山之隔。）在日本侵占台湾省的50年间，日本人在台湾先后钻井200余口，开采原油17万吨，天然气10亿立方米。二战中后期，日本由于遭到物资封锁，在中国又未寻获大型油气田，于是逐步将勘探重点转移到了印尼等东南亚国家。
抗战胜利后，国民党政府除了接收日伪在东北的石油企业，还与美国美孚、德士古、亚细亚三大公司签订协议，合作开发甘肃、青海油气资源，期限为20年。并从美国购买四艘二手万吨级油轮和18艘千吨级油轮，用于油品运输。总体来看，从清代晚期我国石油工业萌芽，到1949年。由于局势动荡、战火连连，我国石油工业发展极其缓慢。在1904-1948年的45年中，全国累计生产原油只有278.5万吨，1949年原油产量不到7万吨（同年美国为25232万吨）。而同时期我国进口“洋油”2800万吨，完全沦为外国油品的倾销市场。
1957年10月8日，中国第一个天然石油基地——玉门油矿基本建成，成为一座拥有地质勘探、钻井、采油、炼油、机械修配、油田建设和石油科学研究等部门的大型石油联合企业。这是玉门油矿两位工人在分析泥浆，了解新油井钻探情况（资料照片）。
□ 建国六十年实现飞跃
新中国成立后，经过三年恢复，到1952年，全国原油产量已经达到43.5万吨，其中天然原油19.54万吨，人造油（煤制油）24万吨。1955年7月，石油工业部成立。同年10月29日，新疆准噶尔盆地黑油山1号探井喷出工业油流，发现克拉玛依油田。1957年，甘肃玉门油田初步建成一个包括地质﹑钻井﹑开发﹑炼油﹑机械﹑科研﹑教育等在内的，我国第一个大型石油天然气工业基地；当年原油产量达75.54万吨，占全国总产量的87.78%。从1958年至1977年，石油工业部组织了11次石油大会战，即玉门、四川、大庆、胜利、大港、江汉、辽河、长庆、吉林、河南、华北会战，使我国石油钻探获得空前发展。
1958年起，地质、石油两部重点勘探松辽、华北等地。同年7月，松辽石油勘探局钻井队，在安达县任民镇钻出深1879米的松基一井，结果一无所获。同年8年又在盆地东南部的隆起区打下松基二井，仅见少量油气显示。1959年4月11日，松辽石油勘探局32118钻井队，在大同镇高台子隆起打下松基三井，设计井深3200米。9月26日，在1400米处喷出工业油流。这是松辽盆地的第一口喷油井，标志着我国发现了世界级大油田——大庆油田。
当时的钻井装备主要自苏联、罗马尼亚进口，3200米钻机有Y2-4-3、Y2-4-5、Y2-4-5Д、R3200，1000米钻机有贝乌-40等型号。还有套管、牙轮钻头、取心钻头、涡轮钻具、钻杆、钻铤、防喷器、水泥车、打捞工具等设备。另外玉门、四川等地还有解放前从美国买的几台30型、50型、75型钻机。这个时期钻探速度很慢，一口3200米深的井，要一年多时间才能钻完。在积累经验后，各单位陆续研制出钻井液、取心工具、新型钻头等技术装备。1956年，太原矿山机器厂制造出我国首台1200米轻型石油钻机。
1962年9月23日，山东省东营地区的营2井在钻至2758米处喷出高产油流，宣告胜利油田正式诞生。营2井日产原油555吨，是当时全国日产量最高的一口井。1964年12月20日，位于天津市东南60公里北大港构造带的港5井，在钻至2526米时喷出油气流，大港油田正式诞生。1965年7月，地质部第五勘探大队1204井队在江汉平原王场构造王2井（井深738-782米），发现江汉油田。1965年2月15日，地矿部3207钻井队在辽河盆地东部凹陷黄金带构造上钻探辽1井（2720米）时，发现辽河油田。1970年9月26日，甘肃庆阳县马岭的庆1井喷出工业油流，发现长庆油田。1971年8月，3249钻井队在河南新野东庄背斜构造上钻南5井，发现河南油田。1975年5月27日，大港油田钻井二部3269钻井队在任丘-辛中驿构造南部钻探的任4井喷油（3153米），日产1014吨，标志着发现华北油田。1975年7月，河南油田3282钻井队承钻濮参1井，9月7日钻至井深2607米时喷出工业油流，发现中原油田。1978年3月8日，撤销石油化学工业部，恢复成立石油工业部。同年我国原油年产量首次突破1亿吨。
1978年以后，我国钻井机械逐步由进口转向引进国产，钻井工作量、经济技术指标、钻井技术和装备均得到长足发展。在此之前，1974-1978年，我国研制了“大庆I型”3200米钻机，仅兰州石油化工机器总厂就制造了239台。国产石油钻机虽然档次不高，但锻炼和培养了科研队伍，为后来制造成套石油钻机打下了坚实基础。1976年开始，我国自罗马尼亚引进了F320型6000米钻机100多台，1989年塔里木会战对这种钻机进行了改造，换为国产的1178kW钻井泵。1985年从美国引进E2100钻机等22台。同年，江汉引进了牙轮钻头、PDC钻头和美国道威尔水泥车生产线；四川局引进了克里斯坦森PDC钻头制造技术；北京和大港机厂引进美国斯密斯迪纳螺杆钻具制造技术；西安仪器厂引进单多点测斜仪与MWD生产线。在引进部分液压防喷器的同时，我国生产了大批21MPa、35MPa、70MPa液压防喷器。1996年3月20日兰州石油机械总厂研制成功6000米电驱动钻机。1998年四川局研制成105MPa防喷器。在引进国外顶驱设备后，我国生产了大批589kW、736kW、957kW、1178kW钻井泵。以上这些设备、工具、仪器研制的成功和引进的制造技术，特别是钻头制造技术，提高了我国钻井速度，保证了安全生产。
近年来，我国陆续研制成功7000米、9000米、12000米超深井钻探装备，技术指标接近世界领先水平；产品已经在各石油企业服役，部分产品批量出口国外市场。通过国际化竞争与合作，石油装备制造企业的研发实力有了明显提高。2009年9月15日，陕西宝石机械与阿联酋国家钻井公司签订合同，为其研制安装10套5000米及2套7000米沙漠快速移运钻机及2套钻具，合同金额20.8亿元。参与此次合同竞标的共有13家企业，包括美国国民油井瓦科公司等著名供应商，宝石机械最终凭借综合实力获得客户肯定。同年9月29日，宝石机械又与中石油技术开发公司签订了迪拜“1+1”海洋自升式钻井平台EPC总包合同，总金额18亿元。随着我国石油工业与世界市场的联系越来越紧密，石油装备制造企业将获得更加广阔的发展空间。
松基三井——标志着大庆油田正式发现。
山东东营营2井——宣告胜利油田正式诞生
陕西宝石机械试验井场，光这几台钻机就价值几个亿。
南堡油田1号人工岛采用的7000米快速移动钻机。
南堡油田1号人工岛，由右上角的那条公路连接到陆地上。
春晓气田中心平台和天外天井口平台，钻机由宝石机械研制。
视频：极限钻井
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工程总投资：1亿元以上
工程期限：2006年——2009年
1907年打成的中国陆上第一口油井——陕西延长油田延一井
石油被誉为工业的血液，自1848年俄国人谢苗诺夫在巴库地区钻出第一口油井以来，世界石油钻探已经走过160多年历史。随着钻探技术的发展，带来了石油产量的提升，到2009年世界石油总产量已经达到35.25亿吨。但是随着各国油气开采强度日益增大，地下浅中层油气资源迅速减少。地下深层油气资源和深海油气资源开采，成为解决未来世界能源供应的重要途径。
以我国为例，我国是个油气资源较少的国家。在已探明储量中，地下1000-5000米浅中层油气资源的开发度已超过60%；而5000米以下的深部底层，尚属于比较陌生的领域。尤其是在西部地区，塔里木、准噶尔、柴达木、鄂尔多斯等盆地，石油资源近73%埋藏在5000米以下深部地层，尚有数十亿吨的石油储量可供勘探开采。中部地区是天然气富集区，有超过一半的天然气资源量在深部地层。要想获得地下深层油气资源，超深井钻采装备至关重要。2007年11月15日，由陕西宝鸡石油机械有限责任公司（简称宝石机械）生产的，我国首台12000米特深井钻机通过出厂验收，标志着我国在这一领域获突破性进展。
油井钻机主要用于地下油气资源勘探和开采，一般由井架、绞车、转盘、大钩、天车、水龙头、钻杆、钻头等部分组成，钻进深度为2-15000米。油气钻井按深度划分，4500-6000米属于深井，6000-9000米属于超深井，超过9000米的属于特深井。与此相对应，超深井钻机规格可分为6000米、7000米、8000米、9000米、10000米、12000米和15000米。美国是世界上油气钻井历史最长、工作量最大、技术水平最高的国家，同时也是拥有深井钻机最多的国家。全世界约有90多台9000米以上的特深井钻机，美国就占80多台，其中8台钻深超过10668米。
自古以来，上天、入地、下海就是人类挑战自然界的三大壮举。近50年来，人类已经踏上了月球，并且将太空探测器送到了太阳系边缘；载人潜水器也已到达10911米深的马里亚纳海沟。但是我们对于脚下的陆地却不甚了解。迄今为止人类最深的钻井深度为12262米，甚至连地壳都没能钻透。可以说是“上天有路，入地无门”。科学家只能通过研究地震波、地磁波、火山爆发，以及地质环境模拟计算，来解释地球内部的秘密。
地球内部结构模型，地壳只是表面薄薄的一层，但人类至今仍未能钻透地壳。
地球是一个平均半径6371公里的椭球体，由地表至地心依次为地壳、地幔、地核。其中地壳只是地球表面一层薄薄的岩石硬壳，平均厚度为17公里。大陆地壳平均厚度33公里，山区最厚可达70公里（我国青藏高原）。海洋地壳则显著变薄，仅有7公里左右。地壳上部由沉积岩、花岗岩组成，称为硅铝层；下部由玄武岩或辉长岩类组成，称为硅镁层。地球上的油气资源多数位于地壳内。莫霍面是地壳与地幔的分界面，由南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现。地幔深入地下2900公里，体积占地球总体积的83.3%。地幔分为两层，由地壳以下至1000公里处，称为上地幔，由较软的橄榄岩组成，处于半熔融岩浆状态。地下1000-2900公里区域称为下地幔，由金属硫化物和氧化物组成，处于极端高温和高压环境，呈固体状态。据科学家推测，在上地幔内，也可能存在大量油气资源。古登堡面是地幔与地核的分界面，由美国物理学家古登堡于1914年发现。地核是地球最核心的部分，体积与火星相当，质量占地球总质量的31.5%，分为液态外核、过渡层与固态内核。由于地核离地面太深，所以人类至今对它了解得很少。有科学家根据地质活动测算，内地核温度可达到5000摄氏度，几乎与太阳表面一样热。地核内部压强可达到360万个大气压（每平方厘米3600吨），足以将任何坚硬物质挤碎。高温、高压，坚硬的岩石，变幻莫测的地质条件，高昂的钻探成本，这些因素给特深井钻探带来了极高的难度。
1848年，俄国人谢苗诺夫发现石油后，巴库地区井架如林。
□ 世界深井钻探技术发展
深井钻井技术的发展始于20世纪30年代末，美国于1938年钻成世界上第一口4573米的深井，1949年钻成6255米的超深井。俄罗斯于1992年创造了12262米的特深井世界纪录。德国于1994年钻成一口9107米的特深井（大陆科学钻探井）。特深井钻探会面临各种技术挑战，全球能钻4500米以上深井的国家有80多个，有30多个国家能钻6000米以上的超深井，而能钻8000米以上超深井的国家只有6个。迄今为止，全世界已钻成8000米以上的超深井共计12口，其中美国6口，前苏联2口，挪威1口，奥地利1口，德国1口，中国1口。
我国深井钻探技术起步较晚，大体经历了三个阶段：第一阶段是1966-1975年的起步阶段。1966年7月28日我国在大庆油田钻成第一口深井“松基6井”，井深4719米。此后又陆续在大港、胜利和江汉油田打成了4口超过5000米的深井，初步积累了深井钻探经验。当时用的设备是经改造加固的3200米钻机和塔式井架，钻杆从苏联进口，钻头在上部地层用刮刀，下部地层用滚动轴承三牙轮钻头。第二阶段是1976-1985年的初步发展阶段。1976年4月30日在四川地区完成了第一口超深井“女基井”，井深6011米。此后完成了100多口深井，10口超深井，其中两口井深超过7000米（四川关基井7175米，新疆固2井7002米）。主要设备是从罗马尼亚批量进口的6000米深井钻机，总数超过100台，成为陆地钻深井的主力钻机。第三阶段是1986年至今的规模应用阶段。国内各大石油企业、科研单位、高等院校重点针对塔里木盆地、川东地区深层油气勘探进行了复杂地质条件下深井超深井钻井技术联合攻关，大大提高了深井超深井钻井技术水平。从1985年起我国陆续引进了美国的5000-9000米的电驱动钻机22台。90年代中期我国研制成功了6000米深井电驱动钻机，达到90年代的国际水平。随着深层勘探开发的加快，1986至1997年我国共完成深井超深井688口，其中超深井34口。近年来，我国在深井机械钻速、钻井周期、单井钻头用量等方面都取得了很大进步，完成了一批高难度的复杂深井，同时在深井钻探装备上也有了很大发展。
2005年11月27日，塔里木油田部署在新疆英吉沙县钻成“英深1井”，井深7258米，成为当时国内最深的井。2006年7月12日，中国石化西北分公司在新疆塔河油田部署的“塔深1井”，成功钻至井深8408米，用时462天，被誉为“亚洲第一深井”。2007年12月21日，新疆石油管理局在准格尔盆地莫索湾地区完成“莫深1井”，井深7500米；使用陕西宝石机械生产的我国首台9000米交流变频超深井钻机。2009年8月7日，宝石机械生产的我国首台12000米超深井钻机，在四川德阳完成国内第一口海相超深科探井——川科一井，完钻井深为7560米。该井对于推动海相科技难题的解决以及地质科学探索具有重要意义。
□ 陕西宝石机械概况
陕西宝鸡石油机械厂始建于1937年5月，前身为陇海铁路宝鸡机车修理分厂。1953年5月，划归燃料工业部石油管理总局领导，命名为“石油管理总局第一机械厂”。1955年，石油工业部成立，更名为“石油工业部第一机械厂”。1958年6月，工厂划归陕西省，受省重工厅领导，更名为“陕西省宝鸡石油机械厂”。1991年1月1日，工厂划归中国石油天然气总公司。2002年11月15日，宝鸡石油机械厂改组为宝鸡石油机械有限责任公司。2008年，公司成为中国石油天然气集团公司独资设立的一人有限责任公司。宝石机械现有员工4000余人，拥有各类设备2000余台（套），占地85万平方米，总资产33亿元，是全球最大的陆地钻机和泥浆泵研发制造企业，年产钻机上百台，产量连续4年位居全球首位。
建厂70多年来，宝石机械为我国钻探事业提供了大量装备。2001年，陕西宝石机械为我国大陆科学钻探工程提供了一台ZJ70D型钻机。这是我国石油系统研制的第一台7000米超深井钻机。ZJ70D钻机按国家标准设计制造，符合美国API规范，设计钻井深度7000米（41/2in钻杆）-6000米（5in钻杆），最大钩载4500KN，最大钻柱重量220吨，绞车最大功率2000马力，4档无级变速，提升系统绳系6×7，钢绳直径φ38mm，泥浆泵功率2×1180千瓦，转盘开口直径925.5mm（371/2in），2档无级变速；井架为前开口型，高45米；钻台为双升式，高9米。该钻机首次采用了国产液压盘式刹车，司钻控制信号采用双线传输形式，提高了控制系统的可靠性。
大陆科学钻探工程是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻计划，1999年选址江苏东海县安峰镇毛北村，投资1.76亿元，设计井深5000米，获取岩心用于研究地质构造。2001年8月4日正式开钻，至2005年4月18日竣工，完井深度5158米，孔径256毫米。主孔获得5118.2米珍贵岩心和气流体样品，在地下3910米的极端条件下发现了大量微生物。科研人员将微生物活体成功培养为一株兼性厌氧菌，从而发现了新的细菌DNA基因。
2005年12月9日，陕西宝鸡石油机械公司研制的，我国首台9000米交流变频钻机通过专家评审验收。使我国成为继美国、意大利、挪威等国之后，全面掌握此项技术的少数国家之一。该机由新疆石油管理局钻井公司订购，用于准噶尔盆地腹部莫索湾地区的“莫深1井”。该井是克拉玛依油田的一口重点探井，设计井深7380米，投资超过3.5亿元，由90001钻井队施工，是中石油有史以来单井投资最大的风险探井。2006年5月26日，钻机运至施工现场，经过12天组装后，于6月6日完成井架、底座起升任务，8月13日正式开钻。至2007年12月21日，完井深度达到7500米，创下六项国内陆地钻井新纪录，完成了我国最重套管柱的下放。9000米交流变频钻机采用最先进的全数字化交流变频控制技术，实现了智能化控制。该机拥有5项国家专利，名义钻深9000米，最大钩载6750千牛；模块化设计总体布局合理，并在抗寒、耐高温、防渗漏、防腐蚀、防爆和防沙等方面均有完备的设计。莫深1井成功后，美国公司立即与宝石机械签订了9000米钻机采购合同，累计获得8台订单。
12000米钻机在总装试验场
□ 我国首台12000米超深井钻井
为在四川东北部地下深层寻找油气田，2006年5月，中石化集团举行全球招标会，准备采购三台12000米特深井钻机。参与竞标的有美国国民油井瓦科（National OilWell Varco）及陕西宝石机械等厂商。美国国民油井瓦科是世界最大的石油装备供应商，已有逾80年历史，旗下通过兼并拥有多家老牌企业，技术水平居世界领先地位。最终通过竞标，陕西宝石机械以技术总分第一、制造成本最低和交货期最短，战胜国外竞争对手，一举拿下全部三台12000米钻机合同。
合同到手后，宝石机械迅速组织技术专家组，与客户制定技术方案。项目还被科技部列入“国家863计划重点课题”。12000米特深井钻机是个复杂的技术集成项目，涉及众多学科，主要研究内容包括：6000马力交流变频电驱动钻井绞车及盘式刹车系统，承载9000kN的井架与底座，承载9000kN天车、游车、大钩、吊环及6750kN水龙头，开口直径49 1/2英寸的转盘，钻井泵易损件可靠性及寿命研究，钻井钢丝绳研制，电机、传动控制系统的系统匹配及优化。
这台钻机的钢结构塔式井架高达52米，相当于20层楼房，重达数百吨。由于井架要长期暴露在零下40摄氏度的极端低温，和55摄氏度的高温环境下工作，因此必须选用高强度耐低温钢材。为了确保新型钢材的焊接质量，技术人员经过3个多月的努力，终于完成了焊接工艺试验。为了培训焊工，专门从哈尔滨请来具有国际资质的焊工培训师，厂内260多名优秀焊工参加培训，只有130人通过考试，拿到了操作证书。井架在地面组装后，因为高度和自身重量，有可能“扶”不起来，一旦出现这种情况，那就是重大事故。国内一家同行，就是因为一台大型钻机交货后没有“扶”起来，企业因此一蹶不振。为此，宝石机械对井架结构进行优化，使井架主体重量减轻了15%。钻机的大钩、游车、天车、水龙头等主要承重部件，对钢材的硬度、塑性等指标有着很高要求。12000米钻机大钩要负荷900吨的重量，相当于吊起90辆10吨重的卡车，同时要求能在零下40摄氏度的低温下工作。这对钢材的性能指标提出严格的要求。宝石机械铸造分厂的技术人员，反复研究钢材配方，仅在成品阶段的试验就失败了三次，最后终于冶炼出满足要求的新型钢材，被命名为“大钩钢”，并申请了专利。为确保可靠性，他们专门投资400多万元，建成了亚洲最大的2000吨拉力试验台，以超过设计承载标准1倍的负荷测试钻机部件。
宝石机械铸造分厂员工在浇铸铸件
12000米钻机需要一个直径1.96米的高精度弧齿锥齿轮驱动转盘，开口直径1.257米。这是钻机的核心部件之一，靠它才能将动力传递到万米地下。而加工这么大的转盘，有着极高难度，宝石机械曾经加工过的转盘，最大尺寸只有1.6米。公司将这个重任交给即将退休的高级工程师刘志学，历时三个月，终于完成了这个亚洲最大的转盘。钻机的绞车提升能力达6000马力，由株洲南车电机公司研制，在采用模块化设计充分满足钻机安装和运输要求的同时，通过对减速箱结构的创新设计，实现了绞车主电机与绞车的快速离合。钻机泥浆泵采用宝石机械自行研制的52兆帕、2200马力高压泵。控制系统是钻井的心脏部分。这台钻井使用世界先进的交流变频控制新技术，由西安宝德自动化股份有限公司研制。以计算机控制、数字矢量变频传动控制和以网络技术为基础的冗余系统结构，绞车采用高精度四电机负荷分配控制，是国内第一台12000米超深井变频驱动钻机控制系统。能通过编制程序进行全过程控制，实现作业数字化、智能化。根据参数变化，这台钻机会判断工况，进而自动加速、减速、刹车，当遇到故障时还能自动报警，钻机安全系数较高。此外，该钻井还研制了12米旋升式底座、72吨承载能力的耐低温死绳固定器，承载能力675吨，适应零下40度环境要求的水龙头。
2007年11月15日，经过一年多时间的研制，我国第一台ZJ120DB型12000米特深井钻机巍然挺立在陕西宝石机械的钻机实验场，顺利通过了中石油集团和中石化集团共同组织的出厂验收。该钻机的整体技术水平达到了国际领先水平，打破了美国、挪威等国在该领域的垄断地位。此时正值陕西宝鸡石油机械公司成立70周年。
2008年3月12日，首台12000米钻机经过数月时间的安装调试，开始承担川西海相深层科学探索井（川科一井）的钻井任务。川科一井位于四川绵竹市孝德镇东利村1组，是中石化在四川盆地川西坳陷孝泉构造部署的一口科学探索井，总投资约3亿元，原设计井深8875米，后改为7540米，由胜利油田99101钻井队承钻。该井于2007年3月20日开钻，起先使用宝石机械公司生产的7000米钻机打井作业，顺利钻至3200米后，于2008年3月12日改用宝石机械研制的国内首台12000米钻机继续钻进。5月12日，四川汶川发生强烈地震，绵竹是重灾区。该井经受了强烈地震的考验，经过震后检测，设备各系统运行良好，一切正常，充分显示了该钻机的先进性和可靠性。12000米钻机在钻入海相地层后，创出了川西地区一系列高新指标，特别是在欠平衡施工井段（4671米-5431.7米），纯钻进时间为837.75小时，平均机械钻速达到每小时1.02米，比较常规钻井平均机械钻速提高了30%。2009年8月7日，我国首台12000米钻机不辱使命，顺利完成川科一井的钻探任务，完钻井深为7560米。它的完钻，把我国超深油气藏勘探开发水平提高到一个新层次，对于推动海相科技难题的解决以及地质科学探索具有重要意义，并将极大地提升我国石油钻井队伍在国际油气勘探市场的竞争力。
世界第一口千米深井——燊海井
□ 世界矿井钻探发展历史
人类钻井采矿已有数千年历史，例如我国北宋庆历（1041-1048年）年间，在四川地区出现的卓筒井，用以抽取卤水制盐。卓筒井采用冲击式顿钻凿井法开凿，其口径仅有竹筒大小，然而能深达地下上百米，井身以竹筒为护壁。在开采卤水的过程中，人们发现了埋藏在地下的石油和天然气，这比西方国家钻井采油要早800多年。英国科学史专家李约瑟博士称卓筒井为中国古代“第五大发明”。
至清代晚期，四川自贡地区卤水制盐盛极一时，有盐井9620多眼，既出产卤水，也出产天然气，用于烧锅熬卤，年销食盐最高可达7亿斤。自贡富荣盐区不少盐井深达千米，已接近三迭系层位，开采出了黑卤及岩盐。1835年（清道光十五年），在今自贡市大安区长堰塘附近凿成的“燊海井”，深达1001.42米，是世界第一口超过千米的深井。该井采用冲击式顿钻法开凿，有木制碓架、井架、天地辊（滑轮）、大地车（绞车）等一套完整的设备，可以说是现代钻井机械的雏形。开凿时用人力将锉头提起，锉头在重力作用下向着井底猛力冲击顿钻，如此周而复始，一段井凿成后，再推动大地车，通过滑轮天车，将扇泥筒下到井底，把凿出的泥浆碎石提取出来。燊海井历时三年凿成，既出卤也产气，日喷黑卤万余担，日产天然气约8500立方米，可供80余口盐锅将卤水熬制成14吨食盐。该井至今仍能产气。
燊海井凿成13年后，也就是1848年，俄国人谢苗诺夫（F.N. Semyenov）在现今阿塞拜疆首都巴库附近，开凿出了8口油井。由于埋深浅，品质好，包括瑞典诺贝尔兄弟在内的各国资本蜂聚巴库，一时间，井架如林。在19世纪中期，世界上90%的石油都产自巴库地区。1852年波兰化学家依格纳茨·卢卡西维茨（Ignacy Lukasiewicz），发明了从石油中提炼煤油的技术。次年7月31日，他又发明了轻便实用的煤油灯，还在波兰南部发现了油田。由于当时用于照明的鲸油资源日渐枯竭，价格便宜的煤油灯广受欢迎，现代石油工业由此迅速兴起。
1872年，波兰南部克罗斯诺的博布卡（Bobrka）地区使用的井架。
美国宾夕法尼亚州德雷克纪念馆复原的美国第一口油井——德雷克井
□ 美国石油工业开端
美国宾夕法尼亚州西部的泰特斯维尔（Titusville）石油溪谷地区，是美国石油工业的发源地。印第安人曾在这里收集河面上的浮油，用于治病。1853年，一位名叫弗朗西斯·布鲁尔（Frances Brewer）的医生，回到泰特斯维尔乡下。他的父亲在石油溪谷附近开了一家木材加工厂。布鲁尔考察了石油溪上漂浮的石油，认为有利可图，于是雇佣了一名当地的农民在油苗附近挖了一些土坑和沟槽，把自然溢出来的原油汇集起来。用这个办法，一天可以收集18加仑。到这年年底，一共收集了1095加仑原油，估计价值831美元。这些油供给他父亲的木材厂点灯和给木材机器润滑。布鲁尔打算扩大生产，他与合伙人乔纳森·埃弗勒斯及乔治·比斯尔，于1854年12月30日在纽约市成立了宾夕法尼亚岩石油公司。这也许是美国乃至世界第一家石油公司。他们花5000元买下希巴德农场100英亩的土地，以及附近12000英亩土地的采油权，主要的石油泉眼都在这里。他们雇佣人员收集油泉的自流油，出售给人们用作治疗关节炎的药品。当时经济形势不好，股票卖不出去。为了拓展石油的用途，布鲁尔找到了耶鲁大学的本杰明·西利曼教授，出资526美元，委托他对石油进行分析。1855年，西利曼教授提交了一份调研报告，指出石油具有优良的润滑性，还可以提炼出煤油用于照明。
康涅狄格州纽黑文市的一些投资家闻讯受到鼓舞，都愿意购买股票。他们要求按康涅狄格州的法律改组公司。于是，1855年9月18日，注册成立了康涅狄格宾夕法尼亚岩石油公司，资本30万元，由布鲁尔任董事长，希巴德农场也归这家公司。由于经营不顺，作为股东之一的城市储备银行总裁詹姆斯·汤森，接替了布鲁尔的位置。汤森和纽黑文的那些投资家决定另起炉灶，垄断这里的石油经营。1858年3月23日，他们成立了塞尼卡石油公司。埃德温·德雷克（Edwin Drake）成为公司的一名股东。
德雷克少轻时在纽约做过杂活，只有小学文凭。19岁时离开纽约到西部去碰碰运气。1849年回来，当上了纽约至纽黑文铁路的列车员。1857年夏天，一场病使他离开了铁路。妻子也死了。他孤身一人待在纽黑文一家旅馆里，就在这里遇见了汤森。汤森向他介绍了情况和打算。德雷克用身上仅有的200元钱投资塞尼卡石油公司。这时德雷克的病已经好了，正无事可做，身上还剩一张可以免费坐火车的铁路通勤证。汤森看中这点，就雇用了他，带他到纽黑文的赛尼卡石油公司。德雷克被委任为驻泰特斯维尔的总代理，年薪1000美元。这是他从来没有拿过的高薪。1858年5月，德雷克来到泰特斯维尔。公司故意往他入住的旅馆给他发去一封信，信封上写的是“德雷克上校”。这一下，人们都把德雷克称为“上校”。这对于打开局面倒是有好处的。
1866年，埃德温德雷克（Edwin Drake，前排右侧戴礼帽者）站在油井机房和井架旁边。
□ 德雷克上校与美国第一口油井
德雷克的任务是把布鲁尔在1853年雇人挖的井坑重新挖开，以生产更多的原油。他在经过宾州塔兰屯盐矿时，看到过开采盐井的钻机，觉得钻井采油产量会更高些；于是买了一台6马力蒸汽机，自己设计建造机房和井架，做成一台简陋的钻机。他还以日薪2.5美元，雇佣了一位名叫威廉·史密斯的铁匠，此人有过在盐矿上钻井的工作经验。1859年6月，钻井工作正式开始。蒸汽机驱动绞车，用绳索将铁制钻头提升到井架上，然后猛然放下钻头，如此反复冲钻地面，这与盐井的钻井方式类似。由于井口离石油溪只有50米，地下水很快渗透进了井眼，水泵无法将水抽干。德雷克就将一根10英尺长的铁管打入井口，穿过砂层和黏土层，这样就有效地隔住了水。钻头在铁管里继续向下钻进，到地下32英尺深的地方，遇到了基岩，每天只能钻进3英尺，花的钱也已经超过了预算。纽黑文的公司总部决定将钻井风险控制在2500美元，汤森指示德雷克就此结束，关井算账。所幸德雷克已经从米德维尔银行借来了500元，还可以继续干。
1859年的8月27日，这天是星期六，下午收工时，钻到69英尺深（21米），突然钻头下落了半英尺，史密斯没有注意到这个情况，放下工具就回家过周末去了。第二天上午，史密斯来到井上时，发现原油已经溢满了地面，他立刻叫来了德雷克。两人狂喜不已，找来威士忌酒桶、洗衣盆等容器储存石油。由于这口井不能自喷，德雷克就将蒸汽机泵管送入井底，用以抽取石油，日产量约30桶。9月13日，纽约论坛报披露了德雷克井出油的消息，炼油商们蜂拥而至，以每桶20美元的高价收购原油。10月的一天，史密斯拿着灯到井口查看设备，不慎引起大火，将机房全部烧光。德雷克只得花钱修复了钻塔和蒸汽泵。随着从四面八方涌来想发财的人，油溪两岸狭窄山谷中的平地很快被租了出去。到1860年11月，即德雷克井出油15个月之后，已有75口井出油，将这一地方戳得是千疮百孔。找油的范围也迅速扩大。全美国陷入石油淘金热潮，东到纽约州，西到俄亥俄州，先后钻成了一批油井，开始产油。到1862年，美国原油产量已经达到41万吨。
这样大量的原油怎样运输呢？由于早年高产油井都集中在石油溪谷附近，大部分时间河沟枯竭，令驳船无法运送桶装石油。因此石油商不得不雇佣马车，将桶装石油经长途跋涉运至铁路附近，每桶运费高达2.5-5美元。1863年起，众多石油商联合起来，在上游修筑水坝蓄水，然后一起放水，使下游河水暴涨。运油船就可以驶入油井附近的河道，将石油运至匹兹堡等地售卖。1865年，萨缪尔·赛克尔在这里铺设了世界第一条输油管线，这条管线是用熟铁管，靠螺扣连接的，管径2英寸，全长5英里，首站用蒸汽机带动的泵压送，日输油量达800桶，每桶油运价才1美元。于是，这里很快布满了短程输油管线，把油输送到火车站。铁路是石油长途运输的主要方式，由于利益驱动，很快有铁路公司将运油专线修进了采油区，一台铁路平板车上安放两个立式大油桶。到1868年，已经出现了铁路卧式油罐车，每罐容量100桶。到1869年，也就是德雷克井投产10周年的时候，宾夕法尼亚州建成了第一条长输管线，从柯里维尔输到威廉港装船，管径6英寸，全长109英里，穿越山区，日输油能力达1万桶。一大批炼油厂如雨后春笋般在宾夕法尼亚州一带兴起，带动了钻机制造、油桶制造、铁路运输、化工原料、石油贸易等庞大的产业链，使美国石油工业一跃而起，迅速超过了欧洲。1870年，约翰·D.洛克菲勒成立了标准石油公司，通过兼并重组，迅速成为世界最大的石油托拉斯，控制了美国90%的炼油厂和石油管道。1890年，美国国会通过了反垄断法。1911年5月15日，美国联邦最高法院裁定标准石油违法垄断，将其支解为37家新公司。这些公司后来发展成为埃克森-美孚、雪佛龙德士古、英国石油-阿莫科等世界石油巨头。世界石油工业已经发展成为年产值数万亿美元的庞大产业。
用铁路运输桶装石油
1859年，埃德温德雷克在泰特斯维尔发现石油后不久，引起了钻井狂潮，这是1865年在Oil Creek Valley拍摄的照片。
1899年,美国标准石油公司的炼油厂。洛克菲勒缔造的吗石油帝国，垄断了美国石油市场。
至于德雷克，在那口井结束后就离开了泰特斯维尔。他在纽约当过治安推事，做过石油股票经纪人，结果赔得一干二净。后来患了神经痛，总之他的晚景不好。1873年，宾夕法尼亚州议会得知了他的不幸，决定支付给他每年1500美元的退休金，以表彰他的功绩。1880年，正当美国人大发石油财的时候，德雷克去世了。1901年，他的遗体迁葬于泰特斯维尔，并且建起了纪念碑。
德雷克迁葬后的第二年，美国加州的Coalinga出现了旋转式钻井机；虽然第一口井以失败告终，但这一技术大大提高了钻井效率。早期钻井机以钻头落重击碎井下岩层，旋转式钻机在遇到岩层时，钻头磨损很厉害，往往打不了多深，钻头就损毁了。敢于异想天开的美国人Bone、Morris和Eaton等人，想到了世界上最坚硬的物质——钻石。他们将巴西钻石镶在钻头前端，下钻岩层时如同切豆腐一般，果然效率倍增。钻井功率越做越大，使得钻井深度的记录被一次次打破。1930年，美国加州Kern郡钻成一口9629英尺（2935米）深井。1943年，同样是在Kern郡的South Coles Levee，钻井深度达到16246英尺（4952米）。1944年，在临近的North Coles Levee，深度达到17895英尺（5454米）。至1982年底，美国探井和生产井总数达到惊人的280万口，占世界总量的73.7%，其中生产井60万口，总进尺19亿米。从1859年至2007年，美国累计生产原油269亿吨，居世界第一位。而世界最深钻井的头衔，则被俄国人摘走。1992年7月，俄罗斯在克拉半岛钻成了迄今为止世界最深的SG-3井，深度达到12262米。
前苏联科拉SG-3钻孔，深达12262米，为世界第一超深孔。
□ 世界最深的探井
在二十世纪60年代冷战期间，随着美苏太空竞赛的逐步升温，另一场竞赛也在悄然展开：那就是向地心进军。他们的目标是钻入地壳与地幔之间的界面，即莫霍洛维奇不连续面。莫霍面介于坚固的地壳和充满岩浆的地幔之间，当时科学界对莫霍面存在较大争议。1961年，美国开始实施“莫霍计划”，在加利福尼亚湾外、墨西哥西海岸外钻井，1966年因经费等原因而终止。自美国人发起莫霍面钻探计划之后，苏联人也加入了这场钻探竞赛。1962年，苏联地质部和苏联科学院提出“俄罗斯莫霍钻探计划”，目的是研究莫霍面和地下贵重矿石的形成过程。计划交由苏联最高苏维埃主席团决议。苏联国家科委为统一协调超深孔钻探规划，组建了“地球地下资源研究与超深孔钻探部门科学委员会”，由苏联地质部长任主席。有95个生产和科研单位参加，设计施工超深井约18口。其中СГ－1井设计深度12000米（在乌拉尔的马格尼托哥尔斯克复背斜）；СГ-2井设计深度15000米（阿塞拜疆的萨阿特雷）；СГ－3井设计深度15000米（科拉半岛）；其他15口为6000米左右的卫星井。
1966年，苏联决定在科拉半岛布置特深钻井。科拉半岛属于苏联西北部的摩尔曼斯克州，靠近北极圈和巴伦支海，面积约10万平方公里。钻井选址在距摩尔曼斯克州扎波利亚内市西北15公里，一个人迹罕至的湖边；地处北纬69度以北的永久冻土带，地层为坚实的结晶岩层，附近有贝辰加镍矿区。整个计划由苏联地质部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯基直接领导，只有少数科学家能够参与这项计划。所有参与钻探的工作人员均分得了一套莫斯科的公寓房，工作期间的月薪相当于大学教授一年的年薪。钻井旁边设立了一所科拉学院，有十六个实验室对岩心进行研究。
1970年5月24日，钻探工作正式开始。当时选用的是苏联乌拉尔重型机器厂生产的Uralmash-4E型钻机，后换用乌拉尔重机研制的Uralmash-15000型钻机，最大钻深15000米，采用铝合金钻杆，大钩载荷只有4000kN 。苏联深钻技术与欧美国家有很大不同。欧美国家一般用研磨切削碎岩钻机，配置高强度钢钻杆，加大钻机提升载荷。苏联采用涡轮钻进法，剪切型碎岩钻机，配置高强度铝合金钻杆，钻井提升载荷则不太强。铝合金制造的钻杆和钻管甚至有比钢材料更高的单位强度。高扭矩耐高温的减速涡轮机在250℃温度下能够可靠工作达100-150小时。到1983年，该井的钻探深度已经达到了12000米，钻孔底部温度超过180℃。为此决定停止进一步钻进。最后的262米是在1983-1992年间进行的，花了近十年时间。1992年7月，该井结束钻井工作，完井深度为12262米（40226ft），停止钻进的官方理由是经费不足。这是前苏联时代继和平号宇宙空间站、深海勘探船之后的留下的第三大科研计划。
该井在钻进过程中提取了4024米的岩心，当钻探深度达到9500米时，钻进了一个含有黄金和钻石的地层。取出的岩心经分析表明，金含量居然高达80克/吨。要知道金含量达到4克/吨的金矿层就具有商业开采价值，地球表层中很少能找到金含量超过20克/吨的矿层，相比之下这里几乎是金子的宝藏。为了研究地壳深处高频声波的特点，俄科学院地球物理研究所的专家，在这座钻井内距地面3050米处，安装了一个灵敏度很高的磁致伸缩检波器。经过数年的不间断探测和记录，研究人员意外地发现，他们记录下的一部分声波变化，能准确反映出6公里外一家采矿企业的工作规律。科拉井至今仍没有封死，井中采出的岩心保存在科拉学院中。有部分科研人员仍在利用该井的设备探测地震及其他测量工作。前苏联地质部部长艾弗杰尼·柯兹洛夫斯曾就该项目，出版了一本《科拉半岛上的超深钻井》，详细介绍了这项钻探工程。
台湾苗栗第一口古油井
□ 我国石油工业发端
我国近代油气钻探始于清代晚期。1861年（清咸丰11年），台湾淡水厅一个名叫邱苟的理蕃通事（即翻译），因勾结土蕃杀人，被官府通缉，逃进后龙溪河谷上游的出磺坑一带。邱苟发现河谷水面漂浮着黄黑色的东西，用竹竿捞起一些，闻上去有臭味，点燃后发出光亮。他就捞了一些拿回住处做为油灯燃料，还用背篓装了一些拿去贩卖。后来销路多了起来，他就在溪边挖了个3尺深的大坑，每天可出油40来斤。同治三年（1864年）邱苟以100大洋的代价把这个油坑转让给一家姓吴的人家。不到一年，邱苟又把这个地方的“开采权”，以1000大洋卖给苗栗的英商宝顺洋行，引起两家纠纷。官府在会同当地士绅调解的过程中，查明罪魁祸首是在逃杀人犯邱苟，于同治九年将其抓获并处死。官府同时宣布，外国商人无权开矿，禁止开采出磺坑一带的石油。
清光绪三年（1877年），福建巡抚丁日昌得到报告说台湾苗栗出磺坑出产石油，于是奏报朝廷建议开采，获得朝廷批准。当时美国石油产品已经行销世界各地，进口的煤油被称为“洋油”。1878年，福建总督沈葆桢批准旗昌洋行获得出磺坑一带的石油开采权。旗昌洋行从美国购买了一台顿钻机，还聘请了1名英国技师、2名美国技师。外国技师仿照德雷克井的方式，在出油的溪流旁打井。钻井过程中几度被涌出的水淹没，在116米处钻到了油层。本想继续往下钻，但因井壁坍塌厉害，只得在120米处完钻，安装采油唧筒，日产油750公斤。一年后，该井因外国技师离职及机具损坏而关闭。1887年，台湾巡抚刘铭传在苗栗设立油矿局，派林朝栋兼管，这是我国第一个石油企业。苗栗油矿在4年里一共钻井5口，只有一口井出油，日产油30公斤，其他全是干井。这期间，刘铭传曾与英商范嘉士订立由英商承办台湾油矿合同，遭到清廷反对。光绪17年（1891年），台湾巡抚邵有濂撤消了苗栗油矿局。
始建于1905年的延长石油官厂
1897年，清政府新疆商务总局开始在独山子（今属克拉玛依市）开采石油，共有十几处油泉。所谓开采，仍然还是用瓢舀油，只不过收归国有，不让老百姓随便舀而已，并未形成工业化生产。两年后，英商与四川绅商签订协议，开采煤、铁、金和石油。1903年，陕西大荔绅商于彦彪等人，与德国商人私订延长地区石油开采合同，遭陕西布政使斥责。后经陕西巡抚营鸦勋上奏，将延长油矿收归官办。清政府拨银八万两，作为开办经费。1907年，延长石油官厂成立。4月25日开凿1号井，至7月底，井深达75米，日出油25斤，炼成灯油，销往省城。1914年，北洋政府与美国美孚石油公司签订协议，合作开发陕西延长和热河等地区的石油矿。美孚公司从美国运来四台顿钻机，组建3支钻井队，共钻井7口，因未获工业油流而于两年后结束钻探。1921年，北洋政府与英国订约，由英国人获得新疆石油的优先开采权。1929年，延长石油官厂钻成新1井，这是自1916年美国公司撤离之后，由中国工程技术人员自行钻成的油井之一。该井深173.3米，油层厚3米，原油日产量10吨多。1934年，国民政府资源委员会设立陕北油矿探勘处，先后在延长、永坪打浅井7口，其中有4口出油，日产量不到10吨。
1936年，国民政府资源委员会设立四川油矿探勘处，下设达县、巴县两矿区。向德国哈卜罗公司订购钻机4套，聘请德国技师，于次年十月使用1200米旋转钻机，在巴县石油沟开凿巴1井，至1939年11月钻成，井深1402米。这是我国第一口用旋转钻机钻成的井，在1110米处发现三叠纪上部石灰岩含气层，日产气14150立方米。1941年3月，甘肃老君庙油田数口油井喷出高产油流。4月，甘肃油矿局在玉门石油河东岸建设炼油厂，有日炼2吨的立式蒸馏塔等设备。同年11月，甘肃油矿局派人赴美国学习石油钻采储运及冶炼技术。1944年8月，甘肃油矿局接管新疆独山子油矿，成立乌苏油矿筹备处。自1937年第一口探井出油到1943年，独山子油矿共钻井33口，采油13000多吨。
1945年8月，日本战败投降。在日本侵占东北的几十年时间里，曾经动用大量人力物力，在牡丹江、锦州、内蒙古扎赉诺尔、河北丰宁等地勘探油气资源，但一直没有收获。1938年，热河省阜新煤矿在700米深处曾发现少量原油。伪满石油株式会社派地质人员测勘后，于1939年开始先后投入16部钻机，在阜新地区进行大规模钻探。至1945年共钻井81口，最深的吐呼台R1号井深1973米，未发现工业油流。（其实这里与解放后发现的辽河油田仅一山之隔。）在日本侵占台湾省的50年间，日本人在台湾先后钻井200余口，开采原油17万吨，天然气10亿立方米。二战中后期，日本由于遭到物资封锁，在中国又未寻获大型油气田，于是逐步将勘探重点转移到了印尼等东南亚国家。
抗战胜利后，国民党政府除了接收日伪在东北的石油企业，还与美国美孚、德士古、亚细亚三大公司签订协议，合作开发甘肃、青海油气资源，期限为20年。并从美国购买四艘二手万吨级油轮和18艘千吨级油轮，用于油品运输。总体来看，从清代晚期我国石油工业萌芽，到1949年。由于局势动荡、战火连连，我国石油工业发展极其缓慢。在1904-1948年的45年中，全国累计生产原油只有278.5万吨，1949年原油产量不到7万吨（同年美国为25232万吨）。而同时期我国进口“洋油”2800万吨，完全沦为外国油品的倾销市场。
1957年10月8日，中国第一个天然石油基地——玉门油矿基本建成，成为一座拥有地质勘探、钻井、采油、炼油、机械修配、油田建设和石油科学研究等部门的大型石油联合企业。这是玉门油矿两位工人在分析泥浆，了解新油井钻探情况（资料照片）。
□ 建国六十年实现飞跃
新中国成立后，经过三年恢复，到1952年，全国原油产量已经达到43.5万吨，其中天然原油19.54万吨，人造油（煤制油）24万吨。1955年7月，石油工业部成立。同年10月29日，新疆准噶尔盆地黑油山1号探井喷出工业油流，发现克拉玛依油田。1957年，甘肃玉门油田初步建成一个包括地质﹑钻井﹑开发﹑炼油﹑机械﹑科研﹑教育等在内的，我国第一个大型石油天然气工业基地；当年原油产量达75.54万吨，占全国总产量的87.78%。从1958年至1977年，石油工业部组织了11次石油大会战，即玉门、四川、大庆、胜利、大港、江汉、辽河、长庆、吉林、河南、华北会战，使我国石油钻探获得空前发展。
1958年起，地质、石油两部重点勘探松辽、华北等地。同年7月，松辽石油勘探局钻井队，在安达县任民镇钻出深1879米的松基一井，结果一无所获。同年8年又在盆地东南部的隆起区打下松基二井，仅见少量油气显示。1959年4月11日，松辽石油勘探局32118钻井队，在大同镇高台子隆起打下松基三井，设计井深3200米。9月26日，在1400米处喷出工业油流。这是松辽盆地的第一口喷油井，标志着我国发现了世界级大油田——大庆油田。
当时的钻井装备主要自苏联、罗马尼亚进口，3200米钻机有Y2-4-3、Y2-4-5、Y2-4-5Д、R3200，1000米钻机有贝乌-40等型号。还有套管、牙轮钻头、取心钻头、涡轮钻具、钻杆、钻铤、防喷器、水泥车、打捞工具等设备。另外玉门、四川等地还有解放前从美国买的几台30型、50型、75型钻机。这个时期钻探速度很慢，一口3200米深的井，要一年多时间才能钻完。在积累经验后，各单位陆续研制出钻井液、取心工具、新型钻头等技术装备。1956年，太原矿山机器厂制造出我国首台1200米轻型石油钻机。
1962年9月23日，山东省东营地区的营2井在钻至2758米处喷出高产油流，宣告胜利油田正式诞生。营2井日产原油555吨，是当时全国日产量最高的一口井。1964年12月20日，位于天津市东南60公里北大港构造带的港5井，在钻至2526米时喷出油气流，大港油田正式诞生。1965年7月，地质部第五勘探大队1204井队在江汉平原王场构造王2井（井深738-782米），发现江汉油田。1965年2月15日，地矿部3207钻井队在辽河盆地东部凹陷黄金带构造上钻探辽1井（2720米）时，发现辽河油田。1970年9月26日，甘肃庆阳县马岭的庆1井喷出工业油流，发现长庆油田。1971年8月，3249钻井队在河南新野东庄背斜构造上钻南5井，发现河南油田。1975年5月27日，大港油田钻井二部3269钻井队在任丘-辛中驿构造南部钻探的任4井喷油（3153米），日产1014吨，标志着发现华北油田。1975年7月，河南油田3282钻井队承钻濮参1井，9月7日钻至井深2607米时喷出工业油流，发现中原油田。1978年3月8日，撤销石油化学工业部，恢复成立石油工业部。同年我国原油年产量首次突破1亿吨。
1978年以后，我国钻井机械逐步由进口转向引进国产，钻井工作量、经济技术指标、钻井技术和装备均得到长足发展。在此之前，1974-1978年，我国研制了“大庆I型”3200米钻机，仅兰州石油化工机器总厂就制造了239台。国产石油钻机虽然档次不高，但锻炼和培养了科研队伍，为后来制造成套石油钻机打下了坚实基础。1976年开始，我国自罗马尼亚引进了F320型6000米钻机100多台，1989年塔里木会战对这种钻机进行了改造，换为国产的1178kW钻井泵。1985年从美国引进E2100钻机等22台。同年，江汉引进了牙轮钻头、PDC钻头和美国道威尔水泥车生产线；四川局引进了克里斯坦森PDC钻头制造技术；北京和大港机厂引进美国斯密斯迪纳螺杆钻具制造技术；西安仪器厂引进单多点测斜仪与MWD生产线。在引进部分液压防喷器的同时，我国生产了大批21MPa、35MPa、70MPa液压防喷器。1996年3月20日兰州石油机械总厂研制成功6000米电驱动钻机。1998年四川局研制成105MPa防喷器。在引进国外顶驱设备后，我国生产了大批589kW、736kW、957kW、1178kW钻井泵。以上这些设备、工具、仪器研制的成功和引进的制造技术，特别是钻头制造技术，提高了我国钻井速度，保证了安全生产。
近年来，我国陆续研制成功7000米、9000米、12000米超深井钻探装备，技术指标接近世界领先水平；产品已经在各石油企业服役，部分产品批量出口国外市场。通过国际化竞争与合作，石油装备制造企业的研发实力有了明显提高。2009年9月15日，陕西宝石机械与阿联酋国家钻井公司签订合同，为其研制安装10套5000米及2套7000米沙漠快速移运钻机及2套钻具，合同金额20.8亿元。参与此次合同竞标的共有13家企业，包括美国国民油井瓦科公司等著名供应商，宝石机械最终凭借综合实力获得客户肯定。同年9月29日，宝石机械又与中石油技术开发公司签订了迪拜“1+1”海洋自升式钻井平台EPC总包合同，总金额18亿元。随着我国石油工业与世界市场的联系越来越紧密，石油装备制造企业将获得更加广阔的发展空间。
松基三井——标志着大庆油田正式发现。
山东东营营2井——宣告胜利油田正式诞生
陕西宝石机械试验井场，光这几台钻机就价值几个亿。
南堡油田1号人工岛采用的7000米快速移动钻机。
南堡油田1号人工岛，由右上角的那条公路连接到陆地上。
春晓气田中心平台和天外天井口平台，钻机由宝石机械研制。
视频：极限钻井
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