天然氣水合物開采方法及裝置的專利分析

韓東

摘要：隨著中國在世界海域首次成功地試采天然氣水合物，天然氣水合物的商業試采掘從此有明確的時間表。對過去十年中國天然氣水合物制造技術專利申請的趨勢、主要申請人從比較和布置創新能力的角度進行詳細的研究技術研發和分析，旨在更全面地了解我國天然氣水合物開掘領域的主要研究機構和技術發展，并為進一步研究天然氣水合物提供參考材料。

關鍵詞：天然氣水合物;可燃冰;開采;試采;專利分析

一、關于天然氣水合物的概述

它是由基于甲烷的烴氣和由水分子構成的可燃冰（白色冰雪狀晶體化合物）組成的一種高效清潔的能源，有叫作水合物或者甲烷水合物。當前正在研究的水合物開采方法主要是加熱開采（熱沖擊法）、減壓開采、化學注入開采、二氧化碳替代開采和固體開采。隨著這項研究，已經發布了許多這方面的專利，并且通過系統地利用此專利信息，可以獲得大量的競爭信息。此文系統地分析了與天然氣水合物開采方法和設備有關的專利，希望為中國天然氣水合物開采技術的發展競爭帶來有用的信息。

二、天然氣水合物的提取方法

如果水合物層的壓力降低至低于相平衡壓力，則水合物將在此時自動分解以產生甲烷氣體;將水合物的溫度升高在平衡溫度以上，水合物分解產生大量的熱量以產生甲烷氣體;添加化學試劑以降低水合物的溫度并增加水合物的壓力以開始分解水合物;進行操作之前，先收集天然氣水合物，在預分離之后，固體水合物上升到海面，并利用海水的溫度分解水合物以產生氣體。當前，有五種生產天然氣水合物的方法：熱沖擊法、卸壓法、化學試劑法、CO2替代法和水力提升法。

三、中國天然氣水合物萃取技術專利的發展趨勢

（一）專利申請的年度趨勢

在過去的十年中，天然氣水合物技術的研究發展迅速，中國專利申請的趨勢總體呈上升趨勢。一路上有兩次下降，但緊跟著迅速增長。它在2012年進入快速發展時期，并在2017年達到峰值，根據數據，在過去十年中，我國的專利申請數量增長了大概五倍。在2018年已達到穩定發展時期，這可能與專利披露的延遲相關，如圖1所示。

（二）關于專利權人的分析

選擇了五個主要的專利權人來分析專利技術的發展方向。大慶東油公司申請的專利主要是通過結合減壓和加熱兩種或多種萃取方法來萃取水合物，與只要一種開掘方法有關的專利很少;中國科學院申請的專利更多的是加熱開掘，加熱方法包括熱海水、熱鹽水、蒸、熱泵和現場燃燒，此外，已經為模擬和檢測天然氣生產的實驗設備申請了許多專利;主要致力于淺水或非成巖地區的水合作用方面的專利主要由西南石油大學申請，開掘方法主要使用包括固態方法和固態方法的混合開掘方法;中國石油大學的專利申請主要是加熱提取，加熱辦法包括地熱、蒸汽、現場燃燒等;大連理工學院側重于申請與減壓和減壓等混合生產方法相關的專利，幾項專利也在研究使用水蝕的提取方法。

四、重要申請人的創新能力相比

（一）關于專利申請的年度趨勢

根據下面圖2可以看出，西南石油大學最晚開始研究，但后來者證明比其他三個候選人要強大得多;青島海洋地質研究所的發展也不能低估，它在2017年的時候跟西南石油大學差不多;廣州電力工程實驗室開始的時間是很早的，趨勢也是很平穩的，最近專利申請有些跟不上了;中國國家海洋石油總公司和廣州能源研究所近年來的狀況差不多，但是由于初期階段的周期性波動，它們不能夠平穩發展。綜上所述，西南石油大學和青島近海地質勘探具有很大的研發上的有利條件。

（二）創新能力的比較

專利申請總數中所包含申請的百分比以及發明申請中批準的發明的百分比，這兩者很好地反映了申請人的創新能力。在四個申請人中，西南石油大學的申請、發明申請和發明批準數量最多，并且申請的數量大大的超過了其他三個申請人，申請的百分比與廣州能源研究所的百分比相同，盡管排在第一位，但批準的份額卻在最后，廣州能源的批準份額達到了68，遠遠領先于其他三個。

五、現有問題和建議：

（一）外國的專利申請數量少，專利布局的認知度低。當前，大學和研究機構對專利布局不是很了解，對于有價值的專利，除了加強對國內知識產權的保護外，還需要加強外國的布局，以便獲得首先進入國際市場的名額。

（二）專業領域的主要專利所占份額很小。與同一領域的國外專利申請規模相比，中國擁有大量的專利申請，但專利成本低廉，國外專利申請數量少，但專利價值大，占有很大的市場優勢。政府、大學、研究機構、公司和申請人必須認真執行對提高整體質量有重大貢獻的項目。

參考文獻：

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