國(guó)內(nèi)外螺桿鉆具專利申請(qǐng)狀況淺析

隗敏，張海燕，張露

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215163）

國(guó)內(nèi)外螺桿鉆具專利申請(qǐng)狀況淺析

隗敏，張海燕，張露

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215163）

以CNABS和德溫特世界專利庫(kù)（DWPI）中公開(kāi)的螺桿鉆具技術(shù)領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，從中選出最具代表性的螺桿鉆具的中文專利和外文專利，對(duì)篩選出的專利進(jìn)行匯總和分析，主要梳理了螺桿鉆具專利技術(shù)在全球的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外的專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，特別是比較了主要申請(qǐng)人的專利布局和相關(guān)專利的側(cè)重點(diǎn)，以及國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域主要的申請(qǐng)人。通過(guò)綜合對(duì)比分析整理出來(lái)的專利，為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)螺桿鉆具的公司提供了專利布局和專利戰(zhàn)略的可靠建議。

螺桿鉆具；專利申請(qǐng)；申請(qǐng)量；申請(qǐng)人

20世紀(jì)90年代，俄羅斯D型螺桿鉆具得到了發(fā)展，但是隨后不久就將制造的許可證轉(zhuǎn)讓給了法國(guó)的公司和英國(guó)的公司，并命名為“Drilex”。隨后的一段時(shí)間，出現(xiàn)了各種各樣的螺桿鉆具，它們只是結(jié)構(gòu)不相同，相互之間的原理都相同，競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，在這種市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)出現(xiàn)的情況下，螺桿鉆具在質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步提升，壽命也進(jìn)一步延長(zhǎng)。一開(kāi)始，螺桿鉆具的壽命僅僅30～40 h，到了20世紀(jì)80年代，螺桿鉆具的使用壽命延長(zhǎng)到了100 h，而現(xiàn)在的螺桿鉆具基本上可以維持在300 h以上；之后，貝克休斯生產(chǎn)的螺桿鉆具，其最長(zhǎng)使用壽命為累計(jì)使用高達(dá)1 000 h。

如今，螺桿鉆具的生產(chǎn)廠家集中在加拿大和美國(guó)，雖然俄羅斯對(duì)螺桿鉆具的研究較早，然而因?yàn)闇u輪鉆具的技術(shù)比螺桿鉆具的技術(shù)更成熟，因此，在很長(zhǎng)一段時(shí)間都是渦輪鉆具占主導(dǎo)地位，而后隨著螺桿鉆具的大力發(fā)展，其已經(jīng)可以與渦輪鉆具展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。如今的螺桿鉆具技術(shù)已經(jīng)被國(guó)外的幾家大公司所壟斷。目前，歐美國(guó)家主要從事螺桿鉆具制造的大公司有ANADRILL（美國(guó)）、Baker Hughse公司、NATIONAL OILWELL Inc（美國(guó)）、Neyrfor-Weir Ltd（法英跨國(guó)經(jīng)營(yíng)）、DRECO（加拿大）、Telco（美國(guó)），其他以生產(chǎn)螺桿鉆具為主業(yè)的公司有DRILL MOTOR SERVICES公司和DANA-DRILL公司。另外，以前研究螺桿鉆具的公司還有俄羅斯的VNIIBT和BHИИBT彼爾姆分院，法國(guó)的石油研究院（IFP）。

本文主要在CNABS、DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)中針對(duì)分類號(hào)E21B4/00、E21B4/02、E21B7/04、E21B7/06、E21B7/08、E21B17/00、E21B7/00下的關(guān)于螺桿鉆具的專利進(jìn)行了檢索，其中，在E21B4/＋下的分類號(hào)主要涉及井下驅(qū)動(dòng)的所有裝置，包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、流體驅(qū)動(dòng)和潛孔錘等，而本綜述涉及的只是井下流體驅(qū)動(dòng)，也叫“水力驅(qū)動(dòng)”，屬于該分類號(hào)下的分支；分類號(hào)E21B7/＋下的分類號(hào)涉及其他的井下驅(qū)動(dòng)方式，包括定向井和水平井的井下動(dòng)力裝置，而本技術(shù)綜述涉及的主要分類號(hào)也只是涉及井下流體驅(qū)動(dòng)，屬于該分類號(hào)的一個(gè)分支；而對(duì)于分類號(hào)E21B17/＋下涉及的鉆桿，本綜述中涉及的也只是鉆桿中涉及的井下動(dòng)力部分。截至2014-05-31，分析的專利數(shù)據(jù)的總量分別為：CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)259篇，DWPI數(shù)據(jù)庫(kù)471篇。通過(guò)上述檢索出的數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

1 螺桿鉆具專利全球分布情況

從圖1中的排名可以看出，中國(guó)螺桿鉆具專利申請(qǐng)量還是比較靠后的，美國(guó)和俄羅斯在螺桿鉆具的領(lǐng)域申請(qǐng)的專利是最多的，這也說(shuō)明該技術(shù)在美國(guó)和俄羅斯是最發(fā)達(dá)的，中國(guó)在該領(lǐng)域只是處于起步階段。

2 國(guó)外螺桿鉆具專利申請(qǐng)情況

2.1 國(guó)外專利申請(qǐng)量

圖2給出了在螺桿鉆具技術(shù)領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)量的分布趨勢(shì)，從中可以看出：國(guó)外的螺桿鉆具起步比較早，最早于20世紀(jì)70年代就出現(xiàn)了螺桿鉆具的相關(guān)專利，即國(guó)外螺桿鉆具的申請(qǐng)量于20世紀(jì)70年代經(jīng)歷萌芽期，之后于20世紀(jì)80年代處于一個(gè)緩慢的發(fā)展期，20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初期處于發(fā)展迅速階段，早于國(guó)內(nèi)大約44年。

值得注意的是，在進(jìn)入21世紀(jì)以后，螺桿鉆具技術(shù)領(lǐng)域國(guó)外專利申請(qǐng)量相比以前反而有一定程度的下降，這說(shuō)明國(guó)外的螺桿鉆具已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相對(duì)成熟的階段。對(duì)于該特征，從國(guó)內(nèi)專利發(fā)明的申請(qǐng)量可以明顯看出，國(guó)內(nèi)對(duì)于螺桿鉆具的申請(qǐng)大多數(shù)為實(shí)用新型，這一點(diǎn)也可以客觀反映國(guó)外的螺桿鉆具已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)相對(duì)成熟的階段。

圖1 螺桿鉆具專利全球分布

圖2 國(guó)外專利申請(qǐng)量的分布趨勢(shì)

2.2 國(guó)外專利申請(qǐng)主要申請(qǐng)人分析

通過(guò)對(duì)國(guó)外主要申請(qǐng)人的檢索發(fā)現(xiàn)，螺桿鉆具的專利申請(qǐng)人主要分布于哈里伯頓、史密斯、殼牌、斯倫貝謝、貝克休斯和彼爾姆分院等，其中，哈里伯頓和史密斯申請(qǐng)量最靠前，而且史密斯也是最早研究螺桿鉆具的企業(yè)，參見(jiàn)圖3.

圖3 螺桿鉆具國(guó)外主要企業(yè)

3 國(guó)內(nèi)螺桿鉆具申請(qǐng)情況

3.1 中國(guó)專利的申請(qǐng)總量

由圖4可以看出，螺桿鉆具在中國(guó)的發(fā)展主要可以分為以下4個(gè)階段。

3.1.1 緩慢的發(fā)展階段（1986—2000）

尚無(wú)足夠的證據(jù)證明全身麻醉藥物對(duì)前列腺癌根治手術(shù)患者預(yù)后有影響，現(xiàn)有的全身麻醉藥均可應(yīng)用于前列腺癌根治手術(shù)患者。

2000年之前，國(guó)內(nèi)對(duì)螺桿鉆具專利的申請(qǐng)量非常少，總數(shù)甚至不達(dá)20件，其發(fā)展速度比較緩慢。在此期間，檢索到國(guó)內(nèi)螺桿鉆具技術(shù)的專利申請(qǐng)最早出現(xiàn)在1990年，是由石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院機(jī)械研究所所申請(qǐng)。

3.1.2 快速的發(fā)展階段（2000—2005）

2000年之后相比2000年之前發(fā)展較快，2000—2005年間有了一個(gè)比較快速的增長(zhǎng)期。

3.1.3 迅猛的發(fā)展階段（2005—2014）

2005年至今，螺桿鉆具技術(shù)在國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量占整個(gè)階段申請(qǐng)量的84.9%以上，可以認(rèn)定這一期間為螺桿鉆具技術(shù)的迅猛發(fā)展時(shí)期。雖然2011—2014年相比2006—2010年有所下降，但是由于其時(shí)間比2006—2010年短，但專利申請(qǐng)量少的數(shù)量很少，因此其整體上呈迅猛發(fā)展的趨勢(shì)。

圖4 國(guó)內(nèi)螺桿鉆具申請(qǐng)量分布

3.2 中國(guó)專利申請(qǐng)的主要廠商

從圖5中可以明顯地看出，中國(guó)螺桿鉆具的專利申請(qǐng)并沒(méi)有主要的單位，其中，西南石油大學(xué)、天津立林石油機(jī)械有限公司和北京石油機(jī)械廠申請(qǐng)的專利相對(duì)較多，但也沒(méi)有占據(jù)相當(dāng)大的份額，中國(guó)螺桿鉆具的專利申請(qǐng)主要以零碎的單位為主，通過(guò)此也可以發(fā)現(xiàn)中國(guó)的螺桿鉆具發(fā)展并不理想，并沒(méi)有真正的龍頭企業(yè)。

圖5中國(guó)螺桿鉆具專利申請(qǐng)主要單位

3.3 中國(guó)專利申請(qǐng)人地區(qū)分布

圖6 統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人在各個(gè)地區(qū)的分布情況。由圖6可知，山東省螺桿鉆具的申請(qǐng)量最多，達(dá)到了36%，其次為天津、成都、北京，分別位于第2、第3、第4位，申請(qǐng)量分別占全國(guó)申請(qǐng)量的19.7%，15%，9.6%；接下來(lái)是江蘇和遼寧等省份，而部分省市尚沒(méi)有該領(lǐng)域的專利申請(qǐng)。

圖6 國(guó)內(nèi)螺桿鉆具申請(qǐng)人地區(qū)分布

通過(guò)圖5和圖6的分析得出，國(guó)內(nèi)螺桿鉆具的專利比較少，而且申請(qǐng)人和發(fā)明人不集中，但是通過(guò)對(duì)最近幾年的專利進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)人多為“西南石油大學(xué)”，發(fā)明人多為“祝效華”，因此，以上述的關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，“祝效華”的螺桿鉆具的專利申請(qǐng)占到國(guó)內(nèi)申請(qǐng)總量的10.84%，為近期國(guó)內(nèi)的主要申請(qǐng)人，參見(jiàn)圖7.

圖7 西南石油大學(xué)“祝效華”所占比例

為了進(jìn)一步了解申請(qǐng)人的類型，對(duì)其進(jìn)行分析和匯總，發(fā)現(xiàn)螺桿鉆具領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)還是企業(yè)申請(qǐng)的量較大，所占比例高達(dá)75%，高校和個(gè)人的申請(qǐng)量還是占少數(shù)，參見(jiàn)圖8.

圖8 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人類型

3.4 申請(qǐng)類型

由圖9可以看出，在螺桿鉆具技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)實(shí)用新型專利的申請(qǐng)量明顯高于發(fā)明專利申請(qǐng)量。實(shí)用新型專利申請(qǐng)比例為76.8%，發(fā)明專利申請(qǐng)比例為23.2%.該數(shù)據(jù)也再一次說(shuō)明了國(guó)內(nèi)螺桿鉆具的發(fā)展還是處于比較落后的階段。

圖9 發(fā)明與實(shí)用新型所占比例

4 結(jié)束語(yǔ)

螺桿鉆具是在石油工程鉆井中應(yīng)用最為廣泛的一種井下動(dòng)力鉆具，在目前的鉆井作業(yè)中起到了非常重要的作用。本文通過(guò)對(duì)螺桿鉆具的專利文獻(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國(guó)外對(duì)鉆井工程中應(yīng)用的螺桿鉆具的研究相對(duì)較早，而且達(dá)到了非常高的技術(shù)水平，而國(guó)內(nèi)石油工程機(jī)構(gòu)對(duì)螺桿鉆具的研究比較晚，而且研發(fā)水平相對(duì)較低，且國(guó)內(nèi)并沒(méi)有真正的螺桿鉆具的龍頭企業(yè)。最近，西南石油大學(xué)對(duì)螺桿鉆具的研究比較多，但是并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步，只是在原有的螺桿鉆具的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，所以國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人應(yīng)該多研究一下國(guó)外幾大石油龍頭企業(yè)的前沿技術(shù)，進(jìn)而逐漸提高我國(guó)在石油鉆井方面螺桿鉆具的質(zhì)量和使用壽命，進(jìn)一步提高我國(guó)在螺桿鉆具方面與國(guó)外大企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)力。另外，由于現(xiàn)在鉆井的深度不斷增加，對(duì)螺桿鉆具的強(qiáng)度和使用壽命的要求越來(lái)越高，開(kāi)發(fā)螺桿鉆具內(nèi)部等壁厚定子的技術(shù)已經(jīng)成為近幾年的前沿技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)是定子注膠之前，在定子殼體中預(yù)先加工出定子的螺旋形狀，然后再實(shí)施注膠。該技術(shù)提高了螺桿鉆具每一級(jí)的密封壓力，使其由原來(lái)每級(jí)壓力0.8 MPa提高了50%～100%，在同等扭矩下，定子長(zhǎng)度相對(duì)縮短，壽命有所增長(zhǎng)。因此，國(guó)內(nèi)的申請(qǐng)人可以考慮從這個(gè)角度出發(fā)加大研發(fā)力度。

［1］蘇義腦.螺桿鉆具研究及應(yīng)用［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001：1-11.

［2］李明謙，黃繼慶.螺桿鉆具的應(yīng)用現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展建議［J］.石油機(jī)械，2006，34（5）：73-76，84.

［3］于衛(wèi)東，殷鳳玲，孫偉，等.螺桿鉆具在深井快速鉆進(jìn)中的應(yīng)用［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010，39（4）：92-94.

〔編輯：劉曉芳〕

TE921

：A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.16.056

2095－6835（2017）16－0056－03

隗敏（1986—），男，現(xiàn)從事石油機(jī)械方面的發(fā)明專利審查工作。張海燕（1988—），女，現(xiàn)從事石油機(jī)械方面的發(fā)明專利審查工作。張露（1987—），女，現(xiàn)從事石油機(jī)械方面的發(fā)明專利審查工作。