李廣利征服大宛之后，漢朝兵威大震，西域諸小國聞風恐懼，多遣其子弟隨從李廣利到來朝貢。以后漢使前往西域，所過之處，皆以禮接待，不敢輕慢。大漢奸衛律建議且鞮侯單于，控制西域的車師國，攻殺漢使，斷卻漢朝與烏孫的聯系。
匈奴右地到西域比漢朝敦煌郡去西域方便，匈奴若控制車師，便能以小博大。且鞮侯單于對衛律的建議深以為然，立即派兵控制車師，另立國王，令其配合匈奴截殺漢使。
西域是漢朝必爭的，公元前101年，武帝在西域設使者校尉（西域都護的前稱），派數百騎和數千民夫到輪臺、渠犁屯田，以供給往來之漢使。不久更名為屯田校尉，由扜彌國太子賴丹擔任此職。日后漢軍再出征西域，就可在自己的屯田據點進行休整。
屯田校尉的之職責不僅是屯田，還要修筑亭障。此后自鹽澤以西，直到烏壘，處處起亭，為行人休息之地。
在西域屯田，最大的問題是缺水。西域大部分河流是季節性的，干旱季節連飲用水都不足，更別說灌溉了，于是中原人帶去了坎井技術。
《莊子》云：“子獨不聞夫坎井之蛙焉?！薄翱病笔堑囟粗猓簿且环N類似地洞的井，又稱坎兒井。
在山脈與平地的結合部，人們發現水流并非完全來自山上，一部分來自山洞中。人們猜測有一條地下暗河，便開挖一條與地面平行的暗渠，從暗河引水出來，形成明渠。然后在暗渠上方，每隔一段距離開挖豎井，最深的豎井深達近百米。干旱季節，地下暗渠的水或許不能流到明渠，人們卻可通過豎井取水飲用甚至灌溉。豎井口和暗渠口常以柳枝、雜草覆蓋，減少井水蒸發，避免風沙淹沒管道，防止冬季結冰坍塌。
戰國時代的秦國人，已經掌握了坎兒井的技術。到漢朝時，坎兒井得到大規模應用。漢武帝時，發萬馀卒，穿渠鑿井，引洛水至商顏下，鑿井深者四十馀丈。
李廣利率軍圍攻大宛國貴山城，城內水源被切斷，大宛人用通曉穿井法的秦人（西域有時稱漢人為秦人），開挖地下暗渠，解決飲水問題。
漢朝在西域屯田，也開始大規模開鑿坎兒井，不僅河西走廊，自敦煌以西到樓蘭、車師、龜茲等地的關塞、烽燧、屯田處，到處是坎兒井。
漢朝能控制西域，關鍵點在屯田，而坎兒井也起到了關鍵作用。
開鑿坎兒井的傳統流傳至今，清朝虎門銷煙，第一次鴉片戰爭后，林則徐遭誣陷革職，戍邊伊犁。林則徐路過吐魯番，這里干旱炎熱，雨量極少，但沿途多卡井（坎兒井），以至田土膏腴，歲產木棉無數。林則徐贊嘆不已，隨后在新疆大力推廣坎兒井，變赤地為活壤，出現“疏泉穴地分澆灌，禾黍盈盈萬頃間”的景象。
如今新疆的坎兒井有上千座，一座坎兒井往往有幾十口豎井，多者達300馀口，暗渠全長約5000公里以上。
