3) Каждый из сосудов в районе мениска жидкости представляет собой капилляр, причём диаметры их различны; 4) Система сообщающихся сосудов движется по кривой, причём ось мгновенного вращения находится на различных расстояниях от сосудов. Если сообщающиеся сосуды присоединены к трубопроводу, в котором жидкость движется, то уровни в них могут существенно отличаться из-за различных соотношений статического и динамического напоров. и ещё целый ряд “если”. Так коварно на практике выглядит применение, казалось бы, простейшего закона…»
Человечество отправляет первые корабли за пределы Солнечной системы, в гигантские дали. И, как это ни парадоксально, знает теперь больше и лучше о миллиардах километрах космического пространства, чем о том, что находится буквально в сотнях метров под ногами. Романтика поиска начинается здесь, на Земле, и не исчерпала себя с памятных десятилетий освоения Сибири. Инженеру открыты все области для проявления им изобретательских способностей, в том числе и та, что у него перед глазами каждый день.
Эдвард де Боно в книге «Использование латерального[15] мышления» приводит следующий пример: «В течение многих лет физиологи не могли понять, зачем нужны большие витки на почечных сосудах. Предполагалось, что эти витки не выполняют особых функций, а являются просто реликтовыми образованиями. Но однажды инженер, взглянув на эти витки, тотчас же высказал предположение, что, они, видимо, представляют собой как бы часть противоточного конденсатора – давно известного технического устройства, предназначенного для увеличения концентрации растворов.
В данном случае непредубежденный взгляд со стороны, – пишет де Боно, – дал ответ на вопрос, который оставался загадкой весьма продолжительное время. Подобный подход к проблеме полезен не только тем, что позволяет применить к ней специальные познания из какой-то другой области, но и тем, что посторонний человек еще не ограничен рамками конкретного подхода к данной проблеме, который выработался у людей, тесно с ней связанных.
И действительно, исследователь, занимающийся разработкой проблемы на всех этапах ее развития, связывает себя определенным подходом к проблеме, в то время как посторонний человек, увидевший лишь заключительный этап развития проблемы, возможно, подойдет к решению совершенно с другой стороны. Так, приглашая консультантов из других областей науки и техники, исследователи надеются, что они не только дадут квалифицированное заключение на основании специальных знаний, но и предложат новый подход к решению проблемы. К сожалению, квалифицированная консультация еще не предполагает способности увидеть проблему в новом свете; для этого потребуется применение нешаблонного мышления…»
Явление переноса достижений одной области знания в другую характерно для процессов эффективного инженерного творчества. В нефтяной отрасли, да и в собственно «горном деле», инженеры, как нигде, имеют необыкновенно высокий потенциал для такого переноса.
На страницах журнала «Техника и наука» в начале 1980-х годов широкой популярностью пользовалась рубрика «Технология и психология творчества». Её ведущий Г.С. Альтшуллер с последователями и учениками предлагал читателям нетривиальные инженерные задачи. Вот одна из них: «Для бетонирования конструкций сложной формы, например, куполов, был предложен и защищён авторским свидетельством щит опалубки, способный принимать и сохранять любую форму. Каков, по вашему мнению, принцип действия такого щита?» (№ 7, 1983, С. 14). Ответ на этот вопрос приведён в другой публикации, найденной мной три года спустя – журнала «Изобретатель и рационализатор» (№ 3, 1986, С. 17) – «Мгновенная опалубка»: «Чтобы кровля горной выработки не просела под толщей породы, нужны массивные бетонные колонны, подпирающие потолок. Возводят их в деревянных опалубках, это хлопотно, и потому горняки предпочитают просто оставлять целики – неразработанные участки пласта полезного ископаемого. Возведение опорных колонн было бы намного более простым делом, если б они имели постоянные размеры. Но горная выработка следует за пластом, её очертания неопределённы, и поэтому ни один искусственный целик не похож на другой, каждый раз приходится городить новую опалубку…» Быть может, вы сами, основываясь на известных физических эффектах, предложите быстровозводимую эластичную конструкцию многоразового использования, твёрдую при заливке бетона и снова податливую, когда её нужно снять? По мнению автора изобретения И.И. Терёхина (а.с. № 883524), такую опалубку можно использовать, разумеется, и в наземном строительстве.
Инженер должен иметь полное представление о ближайших социальных последствиях своей работы, это означает, что он должен быть развит всесторонне – не только в части понимания технических законов, но и в части общественной культуры.
Так, Дэниел Ергин в своём бестселлере «Добыча»[16] приводит пример: «В первые десятилетия своего существования, нефтяная промышленность снабжала индустриальный мир продуктом с названием «керосин» и известным как «новый свет», который потеснил ночь и удлинил рабочий день. В конце девятнадцатого столетия Джон. Д. Рокфеллер стал самым богатым человеком в США, в основном, благодаря торговле керосином. Бензин в то время был практически бесполезным побочным продуктом, который иногда удавалось продать по цене два цента за галлон, а если нет, то его просто выливали в реку по ночам. Но как только изобретение лампы накаливания, казалось бы, стало первым шагом к моральному старению нефтяной индустрии, то с разработкой двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине, открылась новая эра. Нефтяная индустрия получила новый рынок, и родилась новая цивилизация».
По словам Дэниела Ергина, технологический арсенал нефтяных изысканий пополнил сейсмограф, «оказавшийся мощным инструментом. Его изобрели в середине девятнадцатого века и использовали для регистрации и анализа землетрясений. В Германии же во время войны им пользовались для определения местоположения вражеской артиллерии…» С другой стороны, «во время Первой мировой войны воюющие стороны применяли в Европе аэрофотосъемку для определения расположения войск. Методику быстро внедрили в нефтяную индустрию и получили средство для широкого обзора геологии поверхности…»
Из ярких примеров, когда фундаментальная наука внесла посильный вклад в развитие нефтедобычи, вспомним, пожалуй, разработку крупнейшего физика XX столетия, ученика и соратника самого Ферми – академика Бруно Максимовича Понтекорво. Он один из создателей советской школы эксперимента в области физики элементарных частиц. Правда, свою идею Понтекорво осуществил уже в 1941 году, так сказать, в американский период жизни, за десять лет до переселения в СССР. Речь о предложенном им методе нейтронного каротажа для разведки нефтеносных районов, основанном на взаимодействии нейтронов с веществом горных пород, водой и нефтью.
Хотя оказалось, что нейтронный каротаж с источником непрерывного действия не позволяет достоверно различать пласты, насыщенные водой и нефтью, эти жидкости как замедлители нейтронов неразличимы. Но спустя некоторое время стали использовать так называемый импульсный нейтронный каротаж, при котором пластовая вода, растворяющая и несущая минеральные соли, например, хлориды, в отличие от нефти, вполне надёжно распознаётся.
Как пишет к.ф.-м.н. Наталья Теряева (г. Дубна), изначально «внутри нефтяной скважины перемещали толстостенную стальную гильзу, содержавшую нейтронный источник (запаянную ампулу с механической смесью порошков бериллия-7 и полония) и детектор, регистрировавший излучение от горных пород, облученных нейтронами. Смесь радиоактивных изотопов бериллия и полония непрерывно производила поток нейтронов. Нейтроны взаимодействовали с ядрами элементов, которые содержались в горных породах скважины. Детектор стальной гильзы фиксировал энергию столкнувшихся с ядрами элементов породы нейтронов. По ней и судили о том, содержится ли в этих породах водород, входящий в состав нефти, поскольку столкновение с ядрами водорода замедляло бег нейтронов – снижало их энергию.
