在第一口近代油井钻凿成功25年后，中国大陆的石油工业才迎来了一个发展契机。1904年11月，清政府开办延长油厂，并于次年创建延长石油官矿局。经在陕任教习的日本人阿部正冶郎介绍，洪寅聘日本人佐藤弥市郎任技师，派人赴日购买钻井炼油机器。
1907年初，延长石油官厂从日本购置的一台蒸汽动力顿钻钻机运抵延长，雇日本钻井技佐6人（包括木工、铁工、掘井工等）。8月，中国大陆第一口近代油井——延1井出油，井深81米，日产原油1～1．5吨。用小铜釜提炼后，所得煤油可与进口煤油相媲美。9月，中国陆上第一座炼油厂——延长炼油房建成投产，装煤油14箱运往西安销售。
延长石油官厂的成功，引起了日本人的觊觎。第一井钻成后，由于缺乏资金和器材，钻井工作无法继续开展，所雇日本人期满解约，而机器也多半不能正常使用。陕西巡抚曹鸿勋深感人才的重要，因此他在10月给清政府的奏折中提出了派人留学的计划，“拟于省城高等师范两学堂，选化学较通之学生若干名，先令在厂实验，再择其优者送洋（日本）留学，习此专门，俾其学成回国，皆能应矿师之任”。1908年，这一计划得到实施。派员出国留学，这在中国石油工业发展史上的第一次。
据此计划，陕西政府奏请光绪帝后派陕西高等学堂等学堂的学生吴源沣、沈云骧、由天章、杨宜鸿、方传龙、舒承熙、冯尔鹏、谭熙弭等10人到延长油矿实习。1908年8月，吴源沣、舒承熙、杨宜鸿３人“奉派往日本再学习石油”。因名额有限，由天章本不在预派名单之列，但其“因典产筹资，自费同往学习”。因此，此行实际上有4名中国留学生前行日本学习。
两年后，这四名留学生先后回到延长石油官厂：
1909年7月，吴源沣“由日本报告调查条陈各事”，并接受陕西省劝业道给的购机聘匠之任务；
1910年7月，杨宜鸿随所聘的大冢博士一行人同归，并在延长油矿进行勘测，共测定井位35个。根据测定的井位，1911年初，延长的钻井工作再次开始，至1912年结束时共钻井3口，分别为第2井、第3井、第4井，但只有第2井出油，且产量很低，最高日产仅0．14吨，油砂厚度约1．7米。
当第3井钻至一半时，日本技师合同期满，余下的工作由延长石油官厂的工人完成，第4井则完全是由延长石油官厂的工人完成的。此后，中国工匠能够独立操作顿钻钻机，延长石油的勘测工作再次展开。
1911年10月10日，辛亥革命爆发，清朝封建统治被推翻。这本应是中国石油工业进一步发展的新契机，然而接踵而来的是军阀割据、连年混战，以及国民党反动派的封建专制，致使以延长石油官厂为代表的中国石油工业，一直得不到发展。
1912年民国成立，新旧交替，延长石油官厂厂事无人问津，由天章“主任一切，勉维现状”，将这艘在政治的风流中险些沉没的小船拉了回来。因国事混乱，关于由天章的记载很少，但其在危难之际勇担重任的举动，在中国石油工业发展历史上被认为是非常难能可贵的。