國內外螺桿鉆具專利申請狀況淺析

隗敏，張海燕，張露

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇蘇州215163）

國內外螺桿鉆具專利申請狀況淺析

隗敏，張海燕，張露

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇蘇州215163）

以CNABS和德溫特世界專利庫（DWPI）中公開的螺桿鉆具技術領域的專利文獻為基礎，從中選出最具代表性的螺桿鉆具的中文專利和外文專利，對篩選出的專利進行匯總和分析，主要梳理了螺桿鉆具專利技術在全球的發展趨勢，并對該技術領域的國內外的專利申請狀況進行了統計和分析，特別是比較了主要申請人的專利布局和相關專利的側重點，以及國內外在該領域主要的申請人。通過綜合對比分析整理出來的專利，為國內生產螺桿鉆具的公司提供了專利布局和專利戰略的可靠建議。

螺桿鉆具；專利申請；申請量；申請人

20世紀90年代，俄羅斯D型螺桿鉆具得到了發展，但是隨后不久就將制造的許可證轉讓給了法國的公司和英國的公司，并命名為“Drilex”。隨后的一段時間，出現了各種各樣的螺桿鉆具，它們只是結構不相同，相互之間的原理都相同，競爭更加激烈，在這種市場競爭出現的情況下，螺桿鉆具在質量和結構上進一步提升，壽命也進一步延長。一開始，螺桿鉆具的壽命僅僅30～40 h，到了20世紀80年代，螺桿鉆具的使用壽命延長到了100 h，而現在的螺桿鉆具基本上可以維持在300 h以上；之后，貝克休斯生產的螺桿鉆具，其最長使用壽命為累計使用高達1 000 h。

如今，螺桿鉆具的生產廠家集中在加拿大和美國，雖然俄羅斯對螺桿鉆具的研究較早，然而因為渦輪鉆具的技術比螺桿鉆具的技術更成熟，因此，在很長一段時間都是渦輪鉆具占主導地位，而后隨著螺桿鉆具的大力發展，其已經可以與渦輪鉆具展開競爭。如今的螺桿鉆具技術已經被國外的幾家大公司所壟斷。目前，歐美國家主要從事螺桿鉆具制造的大公司有ANADRILL（美國）、Baker Hughse公司、NATIONAL OILWELL Inc（美國）、Neyrfor-Weir Ltd（法英跨國經營）、DRECO（加拿大）、Telco（美國），其他以生產螺桿鉆具為主業的公司有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，法國的石油研究院（IFP）。

本文主要在CNABS、DWPI數據庫中針對分類號E21B4/00、E21B4/02、E21B7/04、E21B7/06、E21B7/08、E21B17/00、E21B7/00下的關于螺桿鉆具的專利進行了檢索，其中，在E21B4/＋下的分類號主要涉及井下驅動的所有裝置，包括動力驅動、流體驅動和潛孔錘等，而本綜述涉及的只是井下流體驅動，也叫“水力驅動”，屬于該分類號下的分支；分類號E21B7/＋下的分類號涉及其他的井下驅動方式，包括定向井和水平井的井下動力裝置，而本技術綜述涉及的主要分類號也只是涉及井下流體驅動，屬于該分類號的一個分支；而對于分類號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力部分。截至2014-05-31，分析的專利數據的總量分別為：CNABS數據庫259篇，DWPI數據庫471篇。通過上述檢索出的數據對整個領域進行統計和分析。

1 螺桿鉆具專利全球分布情況

從圖1中的排名可以看出，中國螺桿鉆具專利申請量還是比較靠后的，美國和俄羅斯在螺桿鉆具的領域申請的專利是最多的，這也說明該技術在美國和俄羅斯是最發達的，中國在該領域只是處于起步階段。

2 國外螺桿鉆具專利申請情況

2.1 國外專利申請量

圖2給出了在螺桿鉆具技術領域全球專利申請量的分布趨勢，從中可以看出：國外的螺桿鉆具起步比較早，最早于20世紀70年代就出現了螺桿鉆具的相關專利，即國外螺桿鉆具的申請量于20世紀70年代經歷萌芽期，之后于20世紀80年代處于一個緩慢的發展期，20世紀90年代和21世紀初期處于發展迅速階段，早于國內大約44年。

值得注意的是，在進入21世紀以后，螺桿鉆具技術領域國外專利申請量相比以前反而有一定程度的下降，這說明國外的螺桿鉆具已經發展到一個相對成熟的階段。對于該特征，從國內專利發明的申請量可以明顯看出，國內對于螺桿鉆具的申請大多數為實用新型，這一點也可以客觀反映國外的螺桿鉆具已經發展到了一個相對成熟的階段。

圖1 螺桿鉆具專利全球分布

圖2 國外專利申請量的分布趨勢

2.2 國外專利申請主要申請人分析

通過對國外主要申請人的檢索發現，螺桿鉆具的專利申請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量最靠前，而且史密斯也是最早研究螺桿鉆具的企業，參見圖3.

圖3 螺桿鉆具國外主要企業

3 國內螺桿鉆具申請情況

3.1 中國專利的申請總量

由圖4可以看出，螺桿鉆具在中國的發展主要可以分為以下4個階段。

3.1.1 緩慢的發展階段（1986—2000）

尚無足夠的證據證明全身麻醉藥物對前列腺癌根治手術患者預后有影響，現有的全身麻醉藥均可應用于前列腺癌根治手術患者。

2000年之前，國內對螺桿鉆具專利的申請量非常少，總數甚至不達20件，其發展速度比較緩慢。在此期間，檢索到國內螺桿鉆具技術的專利申請最早出現在1990年，是由石油勘探開發科學研究院機械研究所所申請。

3.1.2 快速的發展階段（2000—2005）

2000年之后相比2000年之前發展較快，2000—2005年間有了一個比較快速的增長期。

3.1.3 迅猛的發展階段（2005—2014）

2005年至今，螺桿鉆具技術在國內專利申請量占整個階段申請量的84.9%以上，可以認定這一期間為螺桿鉆具技術的迅猛發展時期。雖然2011—2014年相比2006—2010年有所下降，但是由于其時間比2006—2010年短，但專利申請量少的數量很少，因此其整體上呈迅猛發展的趨勢。

圖4 國內螺桿鉆具申請量分布

3.2 中國專利申請的主要廠商

從圖5中可以明顯地看出，中國螺桿鉆具的專利申請并沒有主要的單位，其中，西南石油大學、天津立林石油機械有限公司和北京石油機械廠申請的專利相對較多，但也沒有占據相當大的份額，中國螺桿鉆具的專利申請主要以零碎的單位為主，通過此也可以發現中國的螺桿鉆具發展并不理想，并沒有真正的龍頭企業。

圖5中國螺桿鉆具專利申請主要單位

3.3 中國專利申請人地區分布

圖6 統計了國內申請人在各個地區的分布情況。由圖6可知，山東省螺桿鉆具的申請量最多，達到了36%，其次為天津、成都、北京，分別位于第2、第3、第4位，申請量分別占全國申請量的19.7%，15%，9.6%；接下來是江蘇和遼寧等省份，而部分省市尚沒有該領域的專利申請。

圖6 國內螺桿鉆具申請人地區分布

通過圖5和圖6的分析得出，國內螺桿鉆具的專利比較少，而且申請人和發明人不集中，但是通過對最近幾年的專利進行研究發現，申請人多為“西南石油大學”，發明人多為“祝效華”，因此，以上述的關鍵詞進行檢索發現，“祝效華”的螺桿鉆具的專利申請占到國內申請總量的10.84%，為近期國內的主要申請人，參見圖7.

圖7 西南石油大學“祝效華”所占比例

為了進一步了解申請人的類型，對其進行分析和匯總，發現螺桿鉆具領域在國內還是企業申請的量較大，所占比例高達75%，高校和個人的申請量還是占少數，參見圖8.

圖8 國內專利申請人類型

3.4 申請類型

由圖9可以看出，在螺桿鉆具技術領域，國內實用新型專利的申請量明顯高于發明專利申請量。實用新型專利申請比例為76.8%，發明專利申請比例為23.2%.該數據也再一次說明了國內螺桿鉆具的發展還是處于比較落后的階段。

圖9 發明與實用新型所占比例

4 結束語

螺桿鉆具是在石油工程鉆井中應用最為廣泛的一種井下動力鉆具，在目前的鉆井作業中起到了非常重要的作用。本文通過對螺桿鉆具的專利文獻進行分析，結果發現，國外對鉆井工程中應用的螺桿鉆具的研究相對較早，而且達到了非常高的技術水平，而國內石油工程機構對螺桿鉆具的研究比較晚，而且研發水平相對較低，且國內并沒有真正的螺桿鉆具的龍頭企業。最近，西南石油大學對螺桿鉆具的研究比較多，但是并沒有實質性的進步，只是在原有的螺桿鉆具的基礎上進行改進，所以國內的申請人應該多研究一下國外幾大石油龍頭企業的前沿技術，進而逐漸提高我國在石油鉆井方面螺桿鉆具的質量和使用壽命，進一步提高我國在螺桿鉆具方面與國外大企業之間的競爭力。另外，由于現在鉆井的深度不斷增加，對螺桿鉆具的強度和使用壽命的要求越來越高，開發螺桿鉆具內部等壁厚定子的技術已經成為近幾年的前沿技術。該技術的特點是定子注膠之前，在定子殼體中預先加工出定子的螺旋形狀，然后再實施注膠。該技術提高了螺桿鉆具每一級的密封壓力，使其由原來每級壓力0.8 MPa提高了50%～100%，在同等扭矩下，定子長度相對縮短，壽命有所增長。因此，國內的申請人可以考慮從這個角度出發加大研發力度。

［1］蘇義腦.螺桿鉆具研究及應用［M］.北京：石油工業出版社，2001：1-11.

［2］李明謙，黃繼慶.螺桿鉆具的應用現狀及未來發展建議［J］.石油機械，2006，34（5）：73-76，84.

［3］于衛東，殷鳳玲，孫偉，等.螺桿鉆具在深井快速鉆進中的應用［J］.石油礦場機械，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，現從事石油機械方面的發明專利審查工作。張海燕（1988—），女，現從事石油機械方面的發明專利審查工作。張露（1987—），女，現從事石油機械方面的發明專利審查工作。