科技史科普系列之二十八：顿钻。
顿钻也称冲击钻，是北宋时期(不晚于11世纪)发明且沿用至今的一种大型绳式深井钻探设备，被科技史学家李约瑟誉为“中国文化中最壮观的应用”。
传统顿钻通常包括碓架、绳索与加重杆、圜刃钻头、搧泥筒和下木竹套管等部件。前两部分与铁质钻头构成一个以人力或畜力为动力、上下往复运动的机械装置，而钻头与后两部分则分别对应于冲击式钻凿、取出岩屑和固井并隔绝地表淡水的三项关键工序。顿钻利用钻头自由下落的冲击，破碎岩石，使井不断加深。此工艺可钻达千米深的地下竖井。被古人形象地称作“卓筒井”法(卓字有高而直、竖向叩击的意思)。
顿钻的发明与井盐的开采关系密切。盐是人类日常生活的必需品和官府管控的重要资源。由于自然分布不均衡，部分地区需用凿井的方式从盐岩层开采盐矿。尽管被称为井盐凿井的技术很早就出现在世界多个地区，但顿钻与深井钻探技术的发明至少经历了1千年的技术累积期和数百年的成熟与完善期——自战国末期中国开始井盐凿井，至北宋发明初顿钻和“卓筒井”法，到明代基本成熟，再到清代臻于完善。
在此发展过程中，人们不断改进和发明品类丰富的凿井、修治井、汲卤的系列工具，改善了钻井及汲制技艺，还开发了天然气。可以说，顿钻的发明和演化，伴随着一个长时段的相关工具的发明和工艺的创新。明代《天工开物》记载了钻井、汲卤和煎盐的工具与工艺流程。
道光三年(1835年)，“盐都”自贡兴海地区钻凿了一口深1001.12米的深井，其125米以上井径11.4厘米，以下至井底10.7厘米，为当时的世界钻井之最。
井盐深钻及汲制的技术优势，不只是促进了四川、云南等地的资源和产业优势的形成，也直接拓展了世界其他地区的人们对盐业资源的认知与开采。
在顿钻传到西方，后来又与蒸汽机技术结合，19世纪世界范围的矿产勘探活动中得到广泛的应用。如今，相比后来兴起的更高效的旋转钻井法，顿钻具有成本低、占地面积小等优点，在中国、美国等国仍被用于钻探油气等自然资源。
原稿：孙烈
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