Многие гениальные изобретатели опередили свое время, но не получили от этого никакой выгоды для себя. В истории российской энергетики визионером не ко времени стал Николай Воскобойников. В чем его заслуги и почему он почти неизвестен сегодня?
О нефти Апшеронского полуострова (территория современного Баку) известно с поздней античности. Ее упоминали средневековые торговцы и путешественники, среди которых знаменитый Марко Поло. В «Книге о разнообразии мира» он описал апшеронские источники полуострова так: «Из фонтана течет столько нефти, что этой нефтью можно одновременно наполнить сто кораблей».
В начале XIX века углеводороды использовали преимущественно в медицине и в качестве смазки, например в колесных повозках. Глубина залегания нефтяного пласта на полуострове была предельно мала: местные жители рыли колодцы, вычерпывали оттуда ценный ресурс кожаными ведрами, а потом перевозили его в бурдюках на ослах и верблюдах. Апшеронской нефтью пользовались врачи и ветеринары в Персии и Османской империи.
Впервые за многие века технологию добычи полезного ископаемого улучшил выпускник Горного института Николай Воскобойников, приехавший в Баку в 1823 году. Он создал систему ступенчатых колодцев. До нововведения в центре колодца вырывали узкую шахту глубиной до нескольких десятков метров, в которую не мог спуститься человек из-за ее узости, потому вычерпывать нефть до дна было проблематично, а более широкие шахты часто обваливались.
Конструкция, предложенная Воскобойниковым, напоминала перевернутую пирамиду: рабочие рыли ямы большого радиуса и формировали по бокам крупные ступени для спуска на разную глубину. Из-за укреплений ступенями значительно сократились обвалы в шахтах, а вычерпывать полезное ископаемое со дна стало значительно проще.
Пророк эры бурения и изобретатель в опале
Технология Воскобойникова увеличила количество добываемой нефти более чем на четверть, но исследователя не устроили и эти результаты. Тогда он решил применить опыт бурения скважин на соль, используемый уже сотни лет, для поиска углеводородов. Технология была следующей: над земляным раскопом сооружали вышку, в центре которой ставили «матицу» — трубу широкого диаметра. Через нее с самой высокой точки сооружения многократно обрушивали бур, который пробивал почву. Именно с этой технологии началась мировая история бурения нефтяных скважин.
Николай Воскобойников за рабочим столом проводит расчеты для бурения первой нефтяной скважины
К 1839 году Николай Воскобойников, управляющий местными нефтепромыслами, провел расчеты для адаптации бурения под поиск нефти в Биби-Эйбате (поселок в районе Баку), но процесс внезапно остановили: на ученого-новатора поступил донос, в котором его обвинили в хищении. Дело расследовала администрация наместника в Закавказье. В итоге несколько лет спустя инженера оправдали.
Все это время отстраненный от должности Воскобойников продолжал присылать в государственные инстанции письма о преимуществе скважин над раскопами. Одно из них попало в руки члену совета управления Кавказом Василия Семенова, его стараниями об идеях инженера в опале узнал министр финансов Федор Вронченко. По решению министра экспериментальное бурение профинансировали.
В 1846 году пробурена промышленная скважина глубиной в 21 метр, из которой забила нефть. Вклад Воскобойникова в это достижение не был известен его современникам: организатором проекта числился Семенов, его же долгое время считали инициатором. Бывший управляющий местными нефтепромыслами долго находился под следствием, а Василий Семенов стал лоббистом инициатив Воскобойникова, но не их автора.
В 1859-м в Америке железнодорожный кондуктор Дрейк, ничего не зная о Воскобойникове, пришел к тому же решению: использовать технологию бурения соляных скважин для поиска нефти. Американец нанял бригаду соляных бурильщиков, которые повторили опыт, примененный на Апшеронском полуострове, в Пенсильвании. В XIX веке первооткрывателем нового способа добычи и разведки нефти считали Дрейка, так как в конце 1850-х годов в США уже использовали нефть для получения керосина, в ней была потребность. Инициативу бывшего кондуктора сразу начала масштабировать местная нефтяная компания, по заказу которой он и работал.
В Российской империи после успеха Воскобойникова и Семенова в 1846 году прошло еще несколько десятилетий до роста промышленного спроса на нефть. Поэтому разведка и добыча углеводородов с помощью скважин в середине XIX века оставалась почти невостребованной.
Лаборатория будущего
Первой разведывательной скважиной достижения Воскобойникова не ограничиваются. В 1837 году инженер открыл экспериментальный завод-лабораторию по переработке нефти. О его «начинке» известно из сохранившихся чертежей.
В главном здании находились четырехугольные перегоночные котлы: верхняя часть плотно накрывала нижнюю, как колпак, к которому подключались трубы для отвода пара в специальные приемники. Вначале через одну трубу, вставленную в отверстие верхней части, заливалась вода, затем через другую на водную поверхность наливалась нефть. Котлы опирались на железные балки и были встроены в печь. Для нагрева сырья впервые в мире в промышленных масштабах применялся природный газ: его добывали из соседних месторождений, аккумулировали в специальных газгольдерах, а затем подавали по трубам к горелочным устройствам.
Николай Воскобойников впервые задействует в нефтепереработке пар и газ
Через четверть века, когда на Апшероне началась эра нефтепереработки, об опыте использования природного газа вспомнили. В 1860-м прибывший в Баку химик Вильгельм Эйхлер применил природный газ на нефтеперерабатывающих заводах, чем увеличил их прибыльность. Идею он почерпнул из статей инженера Воскобойникова.
Тогда же обратили внимание на еще одно визионерское решение инженера-новатора — переработку нефти с водяным паром, которую он первым в истории внедрил на своем экспериментальном заводе. Ноу-хау снижало температуру кипения вещества и позволяло разделять фракции углеводородов на керосин (тогда — осветительное масло) и мазут. Именно эта технология распространилась в Баку и других российских регионах в период нефтяного бума ближе к концу XIX века. Пар использовали для повышения КПД в технологии непрерывной перегонки на заводах Нобелей и в вакуумной перегонке, которая в усовершенствованном варианте применяется и сегодня.
С юга России на север Ирана
Насладиться славой при жизни Воскобойникову не удалось: из-за того что до 1850-х годов не было способов очистки дистиллята, осветительное масло разъедало перевозную тару и коптило при горении. Обработка сырья из-за скромных масштабов завода-лаборатории Воскобойникова обходилась очень дорого, как и транспортировка в другие города империи, поэтому в 1839-м году завод закрыли. Если бы не было анонимного доноса на Воскобойникова и трехлетних разбирательств в его причине, возможно, новатор смог бы адаптировать свои изобретения к промышленному использованию и запатентовать их. Случилось иначе, и его наработки остались либо не реализованными в полной мере, либо приписывались другим (как первая нефтяная скважина). После снятия обвинений исследователь был направлен Академией наук в Персию «для обучения мастеровых и ремесленников современному плавильному искусству» и поиска полезных ископаемых.
Николай Воскобойников уезжает в Персию
В 1846 году он ушел в отставку и, вероятно, навсегда остался на Востоке — достоверных свидетельств об обстоятельствах и времени его смерти нет. Известно, что за рубежом Воскобойников составил первую геологическую карту современного Северного Ирана и стал известным коллекционером местной фауны.
