石油采掘是怎样发明的?
2008-06-28吴再丰
吴再丰
早在公元前3000年左右的伊拉克乌尔遗址,人们发现在砖之间涂上沥青的墙。沥青是以碳氢为主要成分的黑色固体或半固体,现在从精炼原油过程中所得,另外在巴比洛尼亚(美索不达米亚的东南部)用作照明,在古罗马石油用作战车轴的润滑剂。
这些石油均不是挖井采掘的,而是从地下自然涌出的。在距今150年前,美国在世界上诞生了第一个石油挖掘公司,德雷克发明的砸入铁管的挖掘方法使石油的开采成为可能,它给近代社会的建立作出了巨大的贡献。
北美土著打井找盐水
在白人来美洲更早以前,美洲土著采集渗出近地表的原油,并将它用作风湿病的涂剂。伴随地下各种深度存在的食盐,石油或水浮出地表。自古以来就知道食盐对保持健康是重要的。为了获得食盐在北美地面上打井,并用泵将食盐溶化成浓度很高的所谓盐水抽上来。
围着井建造的大木框罩称之为井架,自19世纪起开始在北美各地建起。井架中安装了打井用的钻孔机械和滑轮装置,打孔到离地面适当深度,内侧敷设铁管,用泵将铁管中的盐水抽上来,熬干后制成固体的食盐。
“契亚涂剂”成为挖掘石油的契机
1848年匹兹堡的萨米尔·契亚从父亲开采的盐水井发现夹杂在水中的油,类似土著使用的涂剂。于是从盐水表面舀出油,经法兰绒布过滤后变成出色的液体装瓶,并写上诱人的广告词,成为涂剂销售。
美国企业家乔治·维塞尔于1854年建立世界上第一个石油公司,取名为宾夕法尼亚石油公司。1856年夏日步行在纽约百老汇的维塞注意到“契亚涂剂”,以此为契机,他开始考虑有关石油挖掘方法,不久想出了新方法。
石油替代煤气作照明燃料
回顾较此更早的半个多世纪前的1790年,苏格兰的威廉·墨多克使用煤气造出过去不敢想的人造光的亮度。墨多克将煤放入壶中,壶口安上革制的顶针,为了点火,顶针上开若干针孔。如果用从孔中泄出的气体点火,火势不断且发出耀眼的亮光照明房间。
维塞尔考虑,如果与煤一样的石油供照明用,则自己的石油开采权一本万利。为此,维塞尔专程去咨询耶鲁大学的本杰明·希里曼教授,希里曼教授的回答使维塞尔精神振奋。他说石油用于照明的可能性极高。按他的预言,美国于1850年左右开发石油用作灯油的方法。
精神振奋的维塞尔在美国东北部宾夕法尼亚州泰特斯维尔的石油湖买土地,雇埃德温·德雷克进行石油开采的作业。德雷克出身于纽约州格林维尔的贫农家庭,干过各种工作,做过密歇根湖的汽船乘务员,杂货店的老板等,不久与维塞尔公司有深厚关系的人相识为契机,1858年就职该公司,很快被任命为石油湖石油开采的监督。
向石油采掘挑战
德雷克在石油湖建井架。由于沙土的坍塌或出水,开始的作业很难取得进展,人们嘲笑、讥讽他。为了克服困难,他提出了“砸入铁管法”方案。这是在松软地层稍微挖掘就砸入铁管,一直到坚硬的地层,既可以防止坍塌又不妨碍掘进的方法。
这样在1859年8月27日中午到周末歇工时,挖掘深达68英尺,相当于20.4米。当时考虑发现石油还有几周时间,就让工人歇工了。事实上,歇工前钻石碰到了裂缝,如果孔再深1英尺,就到达了石油层。结果这个礼拜天发生了意想不到的事。
值得纪念的礼拜天
次日礼拜天,在德雷克领导下工作的石油工人见到德雷克俯视孔中,出人意料的是浓稠的黄褐色液体层浮起来。他将空桶扔向洞中舀取表面液体提上来,结果桶中满是石油。
他既惊又喜,人们一边在道上奔跑一边叫着“美国佬采掘到石油了”。1859年8月末成为美国和全人类值得欢庆的日子。从今天来看,仅仅挖掘了20米就钻出石油的德雷克可说是十分幸运的。后来知道,即使包括石油湖在内的地区,钻出石油从20米到300米不等。德雷克从挖掘的这个井每天取出约1500-2000升石油。
用船运输
不到一天工夫就掀起了石油热。一年内从石油湖附近74口油井喷出石油,到1862年达到每年约4亿7千万升的产量。困扰德雷克的是不断涌出的石油如何运输的问题。为了将涌出的石油装桶,铁路的货运场或码头被石油桶占满。
有幸的是,这一带有为放流木材建造的堤坝和河流,因此人工地将这种拦河坝蓄满水,采取一下子输送石油运输船的方法,不久建造像现在石油输送用的管道,问题很快就解决了。
泰特斯维尔为纪念德雷克的工作建立了德雷克油井纪念公园。
德雷克对自己构思的“砸入铁管法”没申请专利,仅靠薪水生活。1863年公司停业,但他从泰特斯维尔迁居纽约,在维塞尔公司仅工作5年,在纽约从事股票行业,结果因失败而身无分文,以后在贫穷和疾病中度过后半生。从州里领取年额1500美元功绩金,以及靠石油发财的大亨们的接济度过余生,1880年去世。
一开始石油作为药,接着作为灯油大量使用。不久发明了内燃机,石油作为其燃料进一步大量使用。直到19世纪末,美国亨利·福特开发汽车大量生产的流水线作业,莱特兄弟发明了飞机,急速提高了汽油的用量。
责任编辑蒲晖