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国内外井下测量控制技术专利概况
1.总量分析
井下测量控制技术的核心内容包括井下测量控制相关的理论和方法、控制信号采集与传输技术及井下控制系统三大部分。采用国际专利分类法（IPC），通过德温特（Derwent）国际专利数据库汇总检索得到符合条件的同族专利申请共6443件，在中国知识产权网专利数据库中检索得到符合条件的中国发明专利申请共1434件（截至2012年6月底）。
1）年度走势
1995年至今，井下测量控制专利数量柱状图如图1所示。观察专利数量的年度变化发现，总体呈现出持续上升的趋势。在检索得到的6443个相关专利中，仅2000—2012年的12年间，专利数量就达到3736个，超过总数的一半，说明2000年后，该领域的技术发展较为迅速。
2）生长曲线
生长曲线，又名S形曲线，可反映经济、技术发展，人口增长变化的一般特征。因为很多技术、经济、社会现象的发生、发展和成熟（稳定）的全过程，其时间序列数据的趋势线大致都呈S形，所以称S形曲线。专利作为技术的载体，其数量随时间的变化也遵循技术发展的这一基本规律。在研究中采用生长曲线法对专利数据进行时间序列分析，以获知技术目前所处阶段和增长趋势。将1970年至今历年的专利数据，应用生长曲线进行拟合：（略）式中x——指代年份；Y——自1970年到x年的专利总量；xc——拐点年份，此时取值为2022.8。拟合后的生长曲线表达式为：Y=19583.7/[1+e-0.0805(x-2022.8)]从拟合曲线（图2）可以看出，井下测量控制技术领域的专利数量虽然经过了长时期的高速增长，但仍处于成长期。根据曲线走势预测，未来10年，井下测量控制技术在总量上还将保持着快速增长的态势，到2022年之后，增长速度可能会逐渐放慢，逐渐步入成熟期，走势也会趋于平缓。
2.国家或地区分析
1)在先专利申请国家和地区分布
井下测量控制技术领域在先专利申请量最多的10个国家、国际组织和地区见表1。从表中可以看出，井下测量控制技术在地域上的分布非常不均衡，美国作为专利申请量最大的国家，远远高于其他国家和地区。前苏联凭借着1992年以前的专利量稳居第二位，从侧面说明其他国家和地区发展较为迟缓。在所有国家和地区中，在中国申请专利的总量位于第8位，成为唯一进入到前十的发展中国家，但是专利数量与美国相比仍有非常大的差距。库检索的中国专利可能与中国专利局数据库检索的数量有较大区别。
2)主要专利申请国和地区年度统计
选取专利申请量70件以上的国家和地区，统计其历年来专利申请量，对其申请量的变化情况进行对比分析（图3）。1963—2012年这段时间内，从总体上看，除德国外，各国和地区的专利申请规模都有不同程度的提升，特别是在1998年后，专利申请量显著提高，说明各国对井下测量控制技术的重视程度正不断增强。
3)技术领域分析
根据IPC分类法，对6443个专利进行分类归纳。按照专利数量的多少进行排序，提取出专利量最多的前16个技术领域，并将这16个技术领域的专利总量和其在2000年后的数量进行统计（表2）。从上面的统计分析可以看出，E21B-043、E21B-047是专利申请的核心领域。16个技术领域中，2000年以后的专利数量都占据了50%以上的比重，尤其以G01V-003、E21B-029、E21B-041、E21B-019表现的最为明显，说明近12年来，行业内对这4个领域的关注程度有所增加。相反，2000年以后的专利数量占总数的比重较低，说明该领域已经较为成熟或者其创新的重要性正在逐渐降低，比较典型的有E21B-049和G01V-001。从表2中提取出排名靠前的7个领域，分析其在2000年后的年度数量变化趋势，基本呈震荡上涨的趋势（图4）。
国外主要油田服务公司专利布局
1.总量分析
针对德温特检索得到的6443条专利文献中的专利权人字段的内容进行统计分析，得到世界范围内专利总量最多的10个集团或公司（表3）。这10个公司无一例外都是外国大油公司、油田服务公司及其合资公司。这一现象说明目前，市场还基本是由这些来自国外的国际公司所把持，他们在井下测量控制的技术发展中起到了主导作用。
2.专利布局
从专利的类别来看，世界范围内专利总量最多的10家公司，各自的重点领域大致相同，但在细分类别上又有较大区别。总的来看，井眼测量、测井、可地面控制井下工具、智能完井等是研究的热点。斯伦贝谢公司的专利数量及侧重的技术领域详见表4。贝克休斯公司专利申请重点主要是智能完井、井眼测量及测井，普拉德研究与开发有限公司侧重于井眼测量、测井、地层测试等，威德福国际公司侧重于井下工具，史密斯国际侧重于定向钻井，壳牌公司侧重于智能完井，英特利服务公司主要是智能钻杆等。
国内专利分析
1.现状
由于德温特专利数据库收录标准、语言及时滞等原因，部分中国专利数据无法收录其中，为了更加全面地了解国内井下测量控制技术领域专利现状，特从中国知识产权网专利数据库中进行检索，为了保持可比性，仅就发明专利申请进行分析，共得到1434个检索结果（图5）。中国自1985年才开始出现井下测量控制领域的专利，相较于国外晚了20余年。1985—2000年这15年间，专利数量都维持在一个非常低的水平。进入21世纪之后，国内的专利数量开始快速增长，仅2011年专利数量就达到了284件。将1980年至今国内历年的专利数据应用生长曲线法进行拟合，拟合后的公式为Y=3434230/[1+e-0.2368(x-2044.4)]，拐点年份为2044.4。表明国内井下测量控制技术处于成长期，可能在2044年后，逐渐步入成熟期，放缓增长速度。
2.国内主要专利权人分析
国内，中国石油天然气集团公司（简称中国石油）、中国石油化工集团公司（简称中国石化）和中国海洋石油总公司（简称中国海油）三大国有企业基本占据了中国市场，在国外也有较大的业务量。虽然经济总量实力雄厚，但是仅从专利数量的角度出发，这三大油公司的发明专利数量还较少，专利数量最多的中石油占比也不到在中国申请的所有发明专利数量的10%。同时，各公司均有较大数量的实用新型专利。这也在一定程度上反映出，相比跨国公司，中国大型石油公司在井下测量控制领域技术的总体发展上相对落后，重视程度有待进一步提高，并需要提高发明专利的申请比例。三大石油公司专利数量统计详见表5。就国内三大公司的专利数量比较，中国石油高于中国海油和中国石化。值得注意的是，最近几年来，中国石油和中国海油在该领域的专利数量大规模增加，从原来的不到10件上升到近30件专利。三大石油公司历年专利数量走势见图6。同时，从专利类别来看，主要集中在井眼测量、测井及定向钻井等方面。#p#分页标题#e#
结论与建议
（1）井下测量控制技术是智能控制技术与油气井井下特殊工况相结合的产物，其核心内容包括井下控制相关的理论和方法、控制信号采集与传输技术及井下控制系统三大部分。目前国内外围绕井下测量控制技术的三大领域都形成了数量众多的专利技术。加大相关专利信息的监测利用力度，对促进技术研发、提升技术起点和避免侵权有重要意义。（2）专利统计分析发现，井下测量控制技术专利申请主要集中在16个技术领域，2000年后增长迅速。通过生长曲线分析，技术发展处于成长期，未来10～20年仍将保持快速增长的态势。（3）井下测量控制技术领域的专利申请量主要集中在美欧等国家，专利总量最多的10家公司无一例外都是美欧公司，他们在井下测量控制的技术发展中起主导作用，但不同的公司专利拥有数量有较大差别、方向有所侧重。国内三大油公司在井下测量控制领域的专利数量还较少，重视程度有待进一步提高。（4）国外公司在E21B-034、E21B-047等核心领域已经形成了较成熟的技术体系和较密集的专利保护网。对于我们力量薄弱但事关主营业务发展的关键技术，如随钻测井、智能化自动化钻井、智能完井等领域，要深入研究竞争对手的专利保护范围，加强外围专利的申请，通过制定实施专利战略，加强专利热点技术的研发，形成自主知识产权。（5）从统计分析可以看出，井下测量控制技术领域的专利分布也有相对薄弱的领域，在这些领域国外公司尽管已经形成了技术体系和专利技术，但仍然存在薄弱环节。应该有计划、有步骤地开展针对性研发，扩大技术领地，逐步形成自身的优势技术。研发过程中要加强基础专利的申请、专利保护网络的构建和全球专利布局。（6）国内的研发机构和油田服务公司要结合自身发展需要和工程技术发展趋势，超前部署前瞻技术领域的研发并形成自己的知识产权，实现从“跟跑”到“领跑”的转变，抢占技术制高点。如研发基于未来感知、通信和网络技术的参数采集、传输和智能控制技术，开展功能性、智能化、微型化及与环境协调性新型材料在石油工程中的应用研究等。(本文图、表、公司略)
本文作者：王敏生 李婧 单位：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
