國內(nèi)外井下測量控制技術(shù)專利概況

1.總量分析

井下測量控制技術(shù)的核心內(nèi)容包括井下測量控制相關(guān)的理論和方法、控制信號采集與傳輸技術(shù)及井下控制系統(tǒng)三大部分。采用國際專利分類法（IPC），通過德溫特（Derwent）國際專利數(shù)據(jù)庫匯總檢索得到符合條件的同族專利申請共6443件，在中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)專利數(shù)據(jù)庫中檢索得到符合條件的中國發(fā)明專利申請共1434件（截至2012年6月底）。

1）年度走勢

1995年至今，井下測量控制專利數(shù)量柱狀圖如圖1所示。觀察專利數(shù)量的年度變化發(fā)現(xiàn)，總體呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢。在檢索得到的6443個相關(guān)專利中，僅2000—2012年的12年間，專利數(shù)量就達到3736個，超過總數(shù)的一半，說明2000年后，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展較為迅速。

2）生長曲線

生長曲線，又名S形曲線，可反映經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展，人口增長變化的一般特征。因為很多技術(shù)、經(jīng)濟、社會現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展和成熟（穩(wěn)定）的全過程，其時間序列數(shù)據(jù)的趨勢線大致都呈S形，所以稱S形曲線。專利作為技術(shù)的載體，其數(shù)量隨時間的變化也遵循技術(shù)發(fā)展的這一基本規(guī)律。在研究中采用生長曲線法對專利數(shù)據(jù)進行時間序列分析，以獲知技術(shù)目前所處階段和增長趨勢。將1970年至今歷年的專利數(shù)據(jù)，應(yīng)用生長曲線進行擬合：（略）式中x——指代年份；Y——自1970年到x年的專利總量；xc——拐點年份，此時取值為2022.8。擬合后的生長曲線表達式為：Y=19583.7/[1+e-0.0805(x-2022.8)]從擬合曲線（圖2）可以看出，井下測量控制技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量雖然經(jīng)過了長時期的高速增長，但仍處于成長期。根據(jù)曲線走勢預(yù)測，未來10年，井下測量控制技術(shù)在總量上還將保持著快速增長的態(tài)勢，到2022年之后，增長速度可能會逐漸放慢，逐漸步入成熟期，走勢也會趨于平緩。

2.國家或地區(qū)分析

1)在先專利申請國家和地區(qū)分布

井下測量控制技術(shù)領(lǐng)域在先專利申請量最多的10個國家、國際組織和地區(qū)見表1。從表中可以看出，井下測量控制技術(shù)在地域上的分布非常不均衡，美國作為專利申請量最大的國家，遠遠高于其他國家和地區(qū)。前蘇聯(lián)憑借著1992年以前的專利量穩(wěn)居第二位，從側(cè)面說明其他國家和地區(qū)發(fā)展較為遲緩。在所有國家和地區(qū)中，在中國申請專利的總量位于第8位，成為唯一進入到前十的發(fā)展中國家，但是專利數(shù)量與美國相比仍有非常大的差距。庫檢索的中國專利可能與中國專利局數(shù)據(jù)庫檢索的數(shù)量有較大區(qū)別。

2)主要專利申請國和地區(qū)年度統(tǒng)計

選取專利申請量70件以上的國家和地區(qū)，統(tǒng)計其歷年來專利申請量，對其申請量的變化情況進行對比分析（圖3）。1963—2012年這段時間內(nèi)，從總體上看，除德國外，各國和地區(qū)的專利申請規(guī)模都有不同程度的提升，特別是在1998年后，專利申請量顯著提高，說明各國對井下測量控制技術(shù)的重視程度正不斷增強。

3)技術(shù)領(lǐng)域分析

根據(jù)IPC分類法，對6443個專利進行分類歸納。按照專利數(shù)量的多少進行排序，提取出專利量最多的前16個技術(shù)領(lǐng)域，并將這16個技術(shù)領(lǐng)域的專利總量和其在2000年后的數(shù)量進行統(tǒng)計（表2）。從上面的統(tǒng)計分析可以看出，E21B-043、E21B-047是專利申請的核心領(lǐng)域。16個技術(shù)領(lǐng)域中，2000年以后的專利數(shù)量都占據(jù)了50%以上的比重，尤其以G01V-003、E21B-029、E21B-041、E21B-019表現(xiàn)的最為明顯，說明近12年來，行業(yè)內(nèi)對這4個領(lǐng)域的關(guān)注程度有所增加。相反，2000年以后的專利數(shù)量占總數(shù)的比重較低，說明該領(lǐng)域已經(jīng)較為成熟或者其創(chuàng)新的重要性正在逐漸降低，比較典型的有E21B-049和G01V-001。從表2中提取出排名靠前的7個領(lǐng)域，分析其在2000年后的年度數(shù)量變化趨勢，基本呈震蕩上漲的趨勢（圖4）。

國外主要油田服務(wù)公司專利布局

1.總量分析

針對德溫特檢索得到的6443條專利文獻中的專利權(quán)人字段的內(nèi)容進行統(tǒng)計分析，得到世界范圍內(nèi)專利總量最多的10個集團或公司（表3）。這10個公司無一例外都是外國大油公司、油田服務(wù)公司及其合資公司。這一現(xiàn)象說明目前，市場還基本是由這些來自國外的國際公司所把持，他們在井下測量控制的技術(shù)發(fā)展中起到了主導(dǎo)作用。

2.專利布局

從專利的類別來看，世界范圍內(nèi)專利總量最多的10家公司，各自的重點領(lǐng)域大致相同，但在細分類別上又有較大區(qū)別。總的來看，井眼測量、測井、可地面控制井下工具、智能完井等是研究的熱點。斯倫貝謝公司的專利數(shù)量及側(cè)重的技術(shù)領(lǐng)域詳見表4。貝克休斯公司專利申請重點主要是智能完井、井眼測量及測井，普拉德研究與開發(fā)有限公司側(cè)重于井眼測量、測井、地層測試等，威德福國際公司側(cè)重于井下工具，史密斯國際側(cè)重于定向鉆井，殼牌公司側(cè)重于智能完井，英特利服務(wù)公司主要是智能鉆桿等。

國內(nèi)專利分析

1.現(xiàn)狀

由于德溫特專利數(shù)據(jù)庫收錄標準、語言及時滯等原因，部分中國專利數(shù)據(jù)無法收錄其中，為了更加全面地了解國內(nèi)井下測量控制技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠F(xiàn)狀，特從中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)專利數(shù)據(jù)庫中進行檢索，為了保持可比性，僅就發(fā)明專利申請進行分析，共得到1434個檢索結(jié)果（圖5）。中國自1985年才開始出現(xiàn)井下測量控制領(lǐng)域的專利，相較于國外晚了20余年。1985—2000年這15年間，專利數(shù)量都維持在一個非常低的水平。進入21世紀之后，國內(nèi)的專利數(shù)量開始快速增長，僅2011年專利數(shù)量就達到了284件。將1980年至今國內(nèi)歷年的專利數(shù)據(jù)應(yīng)用生長曲線法進行擬合，擬合后的公式為Y=3434230/[1+e-0.2368(x-2044.4)]，拐點年份為2044.4。表明國內(nèi)井下測量控制技術(shù)處于成長期，可能在2044年后，逐漸步入成熟期，放緩增長速度。

2.國內(nèi)主要專利權(quán)人分析

國內(nèi)，中國石油天然氣集團公司（簡稱中國石油）、中國石油化工集團公司（簡稱中國石化）和中國海洋石油總公司（簡稱中國海油）三大國有企業(yè)基本占據(jù)了中國市場，在國外也有較大的業(yè)務(wù)量。雖然經(jīng)濟總量實力雄厚，但是僅從專利數(shù)量的角度出發(fā)，這三大油公司的發(fā)明專利數(shù)量還較少，專利數(shù)量最多的中石油占比也不到在中國申請的所有發(fā)明專利數(shù)量的10%。同時，各公司均有較大數(shù)量的實用新型專利。這也在一定程度上反映出，相比跨國公司，中國大型石油公司在井下測量控制領(lǐng)域技術(shù)的總體發(fā)展上相對落后，重視程度有待進一步提高，并需要提高發(fā)明專利的申請比例。三大石油公司專利數(shù)量統(tǒng)計詳見表5。就國內(nèi)三大公司的專利數(shù)量比較，中國石油高于中國海油和中國石化。值得注意的是，最近幾年來，中國石油和中國海油在該領(lǐng)域的專利數(shù)量大規(guī)模增加，從原來的不到10件上升到近30件專利。三大石油公司歷年專利數(shù)量走勢見圖6。同時，從專利類別來看，主要集中在井眼測量、測井及定向鉆井等方面。