國(guó)內(nèi)外井下測(cè)量控制技術(shù)專利概況

1.總量分析

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

1）年度走勢(shì)

1995年至今，井下測(cè)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(shì)。在檢索得到的6443個(gè)相關(guān)專利中，僅2000—2012年的12年間，專利數(shù)量就達(dá)到3736個(gè)，超過(guò)總數(shù)的一半，說(shuō)明2000年后，該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展較為迅速。

2）生長(zhǎng)曲線

生長(zhǎng)曲線，又名S形曲線，可反映經(jīng)濟(jì)、技術(shù)發(fā)展，人口增長(zhǎng)變化的一般特征。因?yàn)楹芏嗉夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展和成熟（穩(wěn)定）的全過(guò)程，其時(shí)間序列數(shù)據(jù)的趨勢(shì)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(shí)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(zhǎng)曲線法對(duì)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列分析，以獲知技術(shù)目前所處階段和增長(zhǎng)趨勢(shì)。將1970年至今歷年的專利數(shù)據(jù)，應(yīng)用生長(zhǎng)曲線進(jìn)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(diǎn)年份，此時(shí)取值為2022.8。擬合后的生長(zhǎng)曲線表達(dá)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(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域的專利數(shù)量雖然經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)期的高速增長(zhǎng)，但仍處于成長(zhǎng)期。根據(jù)曲線走勢(shì)預(yù)測(cè)，未來(lái)10年，井下測(cè)量控制技術(shù)在總量上還將保持著快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，到2022年之后，增長(zhǎng)速度可能會(huì)逐漸放慢，逐漸步入成熟期，走勢(shì)也會(huì)趨于平緩。

2.國(guó)家或地區(qū)分析

1)在先專利申請(qǐng)國(guó)家和地區(qū)分布

井下測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域在先專利申請(qǐng)量最多的10個(gè)國(guó)家、國(guó)際組織和地區(qū)見表1。從表中可以看出，井下測(cè)量控制技術(shù)在地域上的分布非常不均衡，美國(guó)作為專利申請(qǐng)量最大的國(guó)家，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他國(guó)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(shuō)明其他國(guó)家和地區(qū)發(fā)展較為遲緩。在所有國(guó)家和地區(qū)中，在中國(guó)申請(qǐng)專利的總量位于第8位，成為唯一進(jìn)入到前十的發(fā)展中國(guó)家，但是專利數(shù)量與美國(guó)相比仍有非常大的差距。庫(kù)檢索的中國(guó)專利可能與中國(guó)專利局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)檢索的數(shù)量有較大區(qū)別。

2)主要專利申請(qǐng)國(guó)和地區(qū)年度統(tǒng)計(jì)

選取專利申請(qǐng)量70件以上的國(guó)家和地區(qū)，統(tǒng)計(jì)其歷年來(lái)專利申請(qǐng)量，對(duì)其申請(qǐng)量的變化情況進(jìn)行對(duì)比分析（圖3）。1963—2012年這段時(shí)間內(nèi)，從總體上看，除德國(guó)外，各國(guó)和地區(qū)的專利申請(qǐng)規(guī)模都有不同程度的提升，特別是在1998年后，專利申請(qǐng)量顯著提高，說(shuō)明各國(guó)對(duì)井下測(cè)量控制技術(shù)的重視程度正不斷增強(qiáng)。

3)技術(shù)領(lǐng)域分析

根據(jù)IPC分類法，對(duì)6443個(gè)專利進(jìn)行分類歸納。按照專利數(shù)量的多少進(jìn)行排序，提取出專利量最多的前16個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，并將這16個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的專利總量和其在2000年后的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表2）。從上面的統(tǒng)計(jì)分析可以看出，E21B-043、E21B-047是專利申請(qǐng)的核心領(lǐng)域。16個(gè)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(shuō)明近12年來(lái)，行業(yè)內(nèi)對(duì)這4個(gè)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(shuō)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(gè)領(lǐng)域，分析其在2000年后的年度數(shù)量變化趨勢(shì)，基本呈震蕩上漲的趨勢(shì)（圖4）。

國(guó)外主要油田服務(wù)公司專利布局

1.總量分析

針對(duì)德溫特檢索得到的6443條專利文獻(xiàn)中的專利權(quán)人字段的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到世界范圍內(nèi)專利總量最多的10個(gè)集團(tuán)或公司（表3）。這10個(gè)公司無(wú)一例外都是外國(guó)大油公司、油田服務(wù)公司及其合資公司。這一現(xiàn)象說(shuō)明目前，市場(chǎng)還基本是由這些來(lái)自國(guó)外的國(guó)際公司所把持，他們?cè)诰聹y(cè)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(lái)看，世界范圍內(nèi)專利總量最多的10家公司，各自的重點(diǎn)領(lǐng)域大致相同，但在細(xì)分類別上又有較大區(qū)別。總的來(lái)看，井眼測(cè)量、測(cè)井、可地面控制井下工具、智能完井等是研究的熱點(diǎn)。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(qǐng)重點(diǎn)主要是智能完井、井眼測(cè)量及測(cè)井，普拉德研究與開發(fā)有限公司側(cè)重于井眼測(cè)量、測(cè)井、地層測(cè)試等，威德福國(guó)際公司側(cè)重于井下工具，史密斯國(guó)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(guó)內(nèi)專利分析

1.現(xiàn)狀

由于德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)收錄標(biāo)準(zhǔn)、語(yǔ)言及時(shí)滯等原因，部分中國(guó)專利數(shù)據(jù)無(wú)法收錄其中，為了更加全面地了解國(guó)內(nèi)井下測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠F(xiàn)狀，特從中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)網(wǎng)專利數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，為了保持可比性，僅就發(fā)明專利申請(qǐng)進(jìn)行分析，共得到1434個(gè)檢索結(jié)果（圖5）。中國(guó)自1985年才開始出現(xiàn)井下測(cè)量控制領(lǐng)域的專利，相較于國(guó)外晚了20余年。1985—2000年這15年間，專利數(shù)量都維持在一個(gè)非常低的水平。進(jìn)入21世紀(jì)之后，國(guó)內(nèi)的專利數(shù)量開始快速增長(zhǎng)，僅2011年專利數(shù)量就達(dá)到了284件。將1980年至今國(guó)內(nèi)歷年的專利數(shù)據(jù)應(yīng)用生長(zhǎng)曲線法進(jìn)行擬合，擬合后的公式為Y=3434230/[1+e-0.2368(x-2044.4)]，拐點(diǎn)年份為2044.4。表明國(guó)內(nèi)井下測(cè)量控制技術(shù)處于成長(zhǎng)期，可能在2044年后，逐漸步入成熟期，放緩增長(zhǎng)速度。

2.國(guó)內(nèi)主要專利權(quán)人分析

國(guó)內(nèi)，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)石油）、中國(guó)石油化工集團(tuán)公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)石化）和中國(guó)海洋石油總公司（簡(jiǎn)稱中國(guó)海油）三大國(guó)有企業(yè)基本占據(jù)了中國(guó)市場(chǎng)，在國(guó)外也有較大的業(yè)務(wù)量。雖然經(jīng)濟(jì)總量實(shí)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(guó)申請(qǐng)的所有發(fā)明專利數(shù)量的10%。同時(shí)，各公司均有較大數(shù)量的實(shí)用新型專利。這也在一定程度上反映出，相比跨國(guó)公司，中國(guó)大型石油公司在井下測(cè)量控制領(lǐng)域技術(shù)的總體發(fā)展上相對(duì)落后，重視程度有待進(jìn)一步提高，并需要提高發(fā)明專利的申請(qǐng)比例。三大石油公司專利數(shù)量統(tǒng)計(jì)詳見表5。就國(guó)內(nèi)三大公司的專利數(shù)量比較，中國(guó)石油高于中國(guó)海油和中國(guó)石化。值得注意的是，最近幾年來(lái)，中國(guó)石油和中國(guó)海油在該領(lǐng)域的專利數(shù)量大規(guī)模增加，從原來(lái)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(shì)見圖6。同時(shí)，從專利類別來(lái)看，主要集中在井眼測(cè)量、測(cè)井及定向鉆井等方面。