Многие блестящие изобретатели опередили свое время, но не смогли воспользоваться его плодами. В истории российской энергетики Николай Воскобойников был провидцем не в свое время. В чем заключался его вклад? И почему сегодня он почти неизвестен?
Сто кораблей Апшеронского полуострова
Нефть Апшеронского полуострова (ныне Баку) известна с поздней античности. О ней упоминали средневековые купцы и путешественники, в том числе знаменитый Марко Поло. Он описал источники Апшеронского полуострова в своей «Книге о разнообразии мира» следующим образом: «Количество нефти, бьющей из фонтанов, было так велико, что ею можно было бы заполнить сразу сотню кораблей».
В начале XIX века углеводороды в основном использовались в медицине и в качестве смазочных материалов, например, для колесных повозок. Нефтяные месторождения на полуострове были крайне редки: местные жители рыли колодцы, вычерпывали драгоценный ресурс кожаными ведрами, а затем перевозили его в кожаных мешках на ослах и верблюдах. Врачи и ветеринары в Персии и Османской империи использовали апшеронскую нефть.
В 1823 году в Баку прибыл выпускник Горной академии Николай Воскобойников и усовершенствовал многовековую технологию добычи полезных ископаемых. Он изобрел ступенчатую систему колодцев. До этого в центре колодца рыли узкую вертикальную шахту глубиной в несколько десятков метров. Из-за узкой шахты люди не могли спуститься в колодец, поэтому было очень сложно добыть нефть до дна колодца, а более широкие шахты часто обрушались.
Предложенная Воскобойниковым конструкция напоминала перевернутую пирамиду: рабочие выкапывали котлованы с большим радиусом и устанавливали по бокам большие ступени для спуска на разную глубину. Благодаря укреплению ступеней значительно снижалась вероятность обрушения шахты, а также облегчалась добыча полезных ископаемых со дна.
Пророк эры бурения и изобретатель в опале
технология Воскобойникова увеличила добычу нефти более чем на четверть, но исследователя это не удовлетворило. Поэтому он решил применить многовековой опыт бурения соляных скважин к разведке углеводородов. Конкретное содержание этой технологии таково: над местом добычи возводится башня, а в центре башни размещается «матица» — труба большого диаметра. С самой высокой точки башни бур многократно проходит через башню и бурит грунт. Эта технология открыла историю бурения нефтяных скважин в мире.
Николай Воскобойников за рабочим столом производит расчеты для бурения первой нефтяной скважины
В 1839 году планы местного управляющего нефтепромыслами Николая Воскобойникова провести разведочное бурение нефтяных скважин в Биби-Эйбате (село в Бакинской области) были внезапно остановлены: на ученого-новатора донесли и обвинили в воровстве. Закавказская губерния начала расследование по делу. Через несколько лет инженер был оправдан.
В этот период уволенный Воскобойников продолжал рассылать письма в государственные учреждения, в которых разъяснял преимущества бурения перед копанием. Одно из писем попало в руки члена Кавказского административного комитета Василия Семенова; благодаря его усилиям об идеях погибшего инженера узнал министр финансов Федор Вронченко. Решением министра было профинансировано опытное бурение.
В 1846 году была открыта промышленная скважина глубиной 21 метр, из которой забила нефть.
Обратите внимание: Ребаланс, которого ждут многие.
Вклад Воскобойникова в это достижение не был известен современникам: Семенов значился организатором проекта и долгое время считался инициатором. Бывший управляющий местными нефтяными промыслами долгое время находился под следствием, а Василий Семенов стал лоббистом инициативы Воскобойникова, но не был ее инициатором.В 1859 году американский проводник железной дороги Дрейк, ничего не знавший о Воскобойникове, принял такое же решение: использовать технологию бурения соляных скважин для поиска нефти. Американец нанял бригаду бурильщиков соляных скважин и повторил опыт на Апшеронском полуострове в Пенсильвании. В XIX веке Дрейк считался первооткрывателем новых методов добычи и разведки нефти, поскольку еще в конце 1850-х годов в США начали использовать нефть для очистки керосина, и спрос на керосин соответственно возрос. Инициатива бывшего проводника поезда вскоре была решительно поддержана местной нефтяной компанией, и Дрейк работал от имени компании.
В Российской империи после успеха Воскобойникова и Семенова в 1846 году прошло еще несколько десятилетий, прежде чем промышленный спрос на нефть вырос. Поэтому в середине XIX века разведка и добыча углеводородов с помощью нефтяных скважин практически игнорировались.
Лаборатория будущего
Достижения Воскобойникова не ограничились первой разведочной скважиной. В 1837 году инженер открыл опытный нефтеперегонный завод. Процесс его «заполнения» можно увидеть по сохранившимся чертежам.
В главном здании находится четырехсторонний перегонный котел: верхняя часть плотно закрывает нижнюю, как шляпа, а к котлу подведены трубы для сброса пара в специальный бак. Сначала через трубу, вставленную в верхнее отверстие, впрыскивается вода, а затем через другую трубу на поверхность воды выливается нефть. Котел возведен на железных балках и вмурован в печь. Впервые в мире для нагрева сырья в промышленных масштабах используется природный газ: газ добывается из соседних месторождений, хранится в специальных газгольдерах, а затем по трубопроводам подается к горелкам.
Николай Воскобойников впервые применил пар и природный газ для переработки нефти
Четверть века спустя, когда на Апшероне началась эра переработки нефти, вспомнили и об опыте использования природного газа. В 1860 году в Баку приехал химик Вильгельм Эйхлер и использовал природный газ на нефтеперерабатывающем заводе, тем самым повысив его рентабельность. Его вдохновила статья инженера Воскобойникова.
В то же время привлекло внимание и другое дальновидное решение инженера-новатора — использование пара для переработки нефти, которое он впервые реализовал на своей опытной установке. Эта технология снизила температуру кипения вещества и разделила углеводородные фракции на керосин (тогдашнее осветительное масло) и мазут. Именно эта технология распространилась в Баку и других частях России во время нефтяного бума в конце XIX века. Пар использовался для повышения эффективности технологии непрерывной перегонки завода Нобеля и технологии вакуумной перегонки, которая до сих пор совершенствуется и используется.
С юга России на север Ирана
При жизни у Воскобойникова была плохая репутация: осветительное масло разъедало грузовые контейнеры и дымило при сгорании, так как до 1850-х годов не существовало способа очистить дистиллят. Из-за небольших размеров заводской лаборатории Воскобойникова стоимость переработки сырья была очень высокой, как и стоимость его транспортировки в другие города империи, поэтому завод закрылся в 1839 году. Без анонимного отчета против Воскобойникова и трехлетнего расследования, возможно, новатор смог бы внедрить свои изобретения в промышленность и получить патенты. Однако этого не произошло, и его изобретения либо не были полностью реализованы, либо были приписаны другим (например, первая нефтяная скважина). После того, как обвинения были сняты, исследователь был отправлен Академией наук в Персию для «обучения мастеров и ремесленников современным металлургическим методам» и поиска полезных ископаемых.
Николай Воскобойников отправляется в Персию
В 1846 году он вышел в отставку, вероятно, навсегда на Востоке — достоверных свидетельств о точных обстоятельствах и времени его смерти нет. Известно, что за границей Воскобойников составил первую геологическую карту севера современного Ирана и стал известным коллекционером местных животных.
[Моя] Энергия (Производство энергии) Ученые Популярная наука История науки (Наука) История России Длинные статьи 0Больше интересных статей здесь: История.
Источник статьи: Николай Воскобойников: первопроходец нефтяной отрасли, от которого отвернулась удача.