Тенденции развития буровых долот на примере патентных материалов
Представлена динамика числа поданных заявок и опубликованных охранных документов на изобретения и полезные модели по буровым долотам в РФ. Показано распределение патентов по их обладателям, назначению, характеру воздействия на породу, конструктивным особенностям. Выявлены изобретательские тенденции, показана география расположения, названы основные обладатели патентов. Описаны преимущества инструментов патентной аналитики.
Состояние патентного рынка является одним из показателей, характеризующих уровень развития и интеллектуальной мощи страны. Патентный рынок и перспективы его развития определяются количеством имеющихся действующих патентов на изобретения и полезные модели, количеством поданных заявок на патенты, что является косвенной характеристикой сегодняшнего состояния российской промышленности и перспектив ее будущего развития. Отсутствие или малое количество патентов в каких-либо отраслях техники свидетельствует о застое и потенциальной деградации данного направления.
Исследование состояния нефтегазодобывающей промышленности показывает, что добыча полезных ископаемых в значительной мере зависит от успешного бурения нефтяных, газовых, геологоразведочных и других скважин. Основной инструмент для бурения скважин – это буровые долота, без которых невозможна работа ни одной буровой установки. Буровые долота должны обеспечивать надежность работы, высокую проходку в условиях различных глубин, пород, нагрузок, агрессивных сред.
Объемы бурения и добываемых полезных ископаемых в стране продолжают непрерывно возрастать. Поэтому в настоящее время по-прежнему требуется создание новых производительных буровых долот. Сегодня, с учетом рыночной конкурентной борьбы, значительная роль в сохранении и совершенствовании отечественного долотного производства должна быть уделена повышению активности сегодняшних и будущих отечественных изобретателей, от которых напрямую зависит прогресс в показателях работы буровых долот, а также увеличивающаяся необходимость патентной защиты их производства от конкурентов.
Для лучшего ориентирования изобретателей проведен анализ патентного рынка. Представлена динамика числа поданных заявок в Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС) на буровые долота, а также динамика опубликованных охранных документов на буровые долота по различным показателям. Ориентировочная статистика в данной работе представлена по оценочным данным Электронного архива заявок ФИПС и патентных поисковых систем Patsearch, Espacenet.
Количество поданных в ФИПС заявок на изобретения и полезные модели по классу Международной патентной классификации (МПК) E21B10 «Буровые долота» за последние 5 лет (2013-2017 гг. включительно) показано на рис. 1.
Рис. 1. Количество поданных в ФИПС заявок по буровым долотам
Как видно из рис. 1, количество поданных заявок, начиная с 2015 г. сократилось, но в 2017 г. наблюдается постепенное увеличение. При этом на долю отечественных заявителей приходится около 70-80% от общего числа поданных заявок. По сравнению с 2013 и 2014 гг. количество поступающих заявок в последующие годы уменьшилось примерно на 25%.
Количество опубликованных охранных документов по классу МПК E21B10 «Буровые долота» за последние 5 лет (2013-2017 гг. включительно) показано на рис. 2.
Рис. 2. Количество охранных документов по буровым долотам
При исследовании выявленного массива охранных документов был проведен анализ сущности технических решений по буровым долотам. Они были проклассифицированы по назначению, по характеру воздействия на породу и по конструктивным особенностям. По назначению буровые долота ориентировочно разделены на 3 группы:
1) для бурения сплошным забоем;
2) для бурения кольцевым забоем;
3) для специальных целей и проведения вспомогательных работ (пикообразные, зарезные, расширители, фрезеры и др.).
На рис. 3 показано количество опубликованных в 2016 и 2017 гг. патентов на буровые долота, распределенных по назначению.
Рис. 3. Количество охранных документов за 2016, 2017 гг., распределенных по назначению
Из рис. 3 видно, что велика доля патентов, приходящихся на долота для бурения сплошным забоем, причем интерес к указанным долотам проявляют и отечественные, и зарубежные заявители. В каждой из групп распределение российских и зарубежных заявителей примерно одинаково.
По характеру воздействия на породу буровые долота ориентировочно разделены на 5 групп:
1) дробящие и дробяще-скалывающие (шарошечные);
2) режуще-истирающие (алмазные, фрезерные);
3) режуще-скалывающие (лопастные, со вставками);
4) комбинированные (гибридные, шарошечно-лопастные);
5) для ударного бурения.
На рис. 4 показано количество опубликованных в 2016 и 2017 гг. патентов на буровые долота, распределенных по характеру воздействия на породу.
Рис. 4. Количество охранных документов за 2016, 2017 гг., распределенных по характеру воздействия на породу
По характеру воздействия на породу наибольший интерес для заявителей представляют шарошечные и лопастные долота. Следует отметить, что количество иностранных патентовладельцев в патентном массиве России по комбинированным и ударным буровым долотам в разы превышает количество отечественных патентовладельцев. Прослеживается относительно высокая патентная активность зарубежных фирм по этим направлениям.
По самостоятельным конструктивным особенностям, влияющим на рост показателей работы буровых долот, они ориентировочно разделены на 4 группы:
1) элементы вооружения (износостойкие части);
2) промывочные и продувочные узлы;
3) опоры шарошечных долот, в том числе подшипниковые узлы опор, герметизация и смазка опор;
4) новые материалы, способы изготовления и сборки как деталей, так и буровых долот в целом.
На рис. 5 показано количество опубликованных в 2016 и 2017 гг. патентов на буровые долота, распределенных по указанным конструктивным особенностям. Из представленных данных видно, что элементы вооружения буровых долот продолжают представлять наибольший интерес по сравнению с другими особенностями конструкции, поскольку контактирующие с забоем и стенками скважины части долот должны обладать комплексом высоких характеристик. В то же время остаются малонаполненными остальные три группы, причем доля иностранных патентовладельцев в последних велика по сравнению с отечественными, что говорит о меньшей концентрации внимания иностранных патентовладельцев только на элементах вооружения долот.
Рис. 5. Количество охранных документов за 2016, 2017 гг., распределенных по конструктивным особенностям
Из последних передовых изобретательских тенденций стоит выделить изготовление элементов долот из сверхтвердых и наноматериалов (за период 2016, 2017 гг. ориентировочно опубликовано 25 таких патентов, из них 10 с отечественными патентообладателями), в том числе развитие долот с поликристаллическими алмазными вставками (PDC), за аналогичный период ориентировочно опубликовано 15 таких патентов, из них 5 с отечественными патентообладателями, а также долот с конструктивными особенностями для осуществления горизонтального бурения, за аналогичный период опубликовано 5 таких патентов, 3 из них с отечественными патентообладателями.
Так, например, из последних изобретений, касающихся передовых технологий, можно отметить буровое долото, армированное алмазными режущими элементами (RU 2625832 С1, опубл. 19.07.2017), запатентованное Национальным исследовательским технологическим университетом «МИСиС». Долото содержит корпус с лопастями и установленными на них вставками PDC, а также защитное покрытие на всех рабочих поверхностях бурового долота. Авторы изобретения смогли разработать защитное покрытие с высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью, с низким коэффициентом трения поверхностей, резко снижая сальникообразование. Указанное покрытие содержит нанесенный электрохимическим осаждением металл с алмазными микро- и наночастицами в определенном объемном соотношении, полученном в ходе испытаний.
Из вышесказанного следует, что отечественные патентообладатели уступают зарубежным по количеству выданных патентов по направлениям комбинированных шарошечно-лопастных долот, долот для ударного бурения, а также новых материалов для элементов долот.
По географическому расположению среди отечественных патентовладельцев буровых долот в 2016,2017 гг. лидерами стали: Центральный федеральный округ (45%, в том числе г.Москва 44%), Сибирский федеральный округ (16%), Южный федеральный округ (13%).
Анализ патентной активности (см. рис.6) показал, что по количеству опубликованных охранных документов за 2016, 2017 гг. лидируют физические лица (около 40% от общего количества патентов), а также отечественные патентообладатели, среди которых можно выделить подразделения СО РАН (Якутск, Кемерово, Иркутск), ООО «Камышинский завод бурового инструмента» (Волгоградская область), Сибирский федеральный университет (Красноярск), ООО НПП «Буринтех» (Уфа), КузГТУ (Кемерово). Российский патентный рынок буровых долот представляет интерес и для зарубежных заявителей – в основном это фирмы Варел (США), Сандвик (Швеция), Бейкер Хьюз (США). В тоже время практически не выявлены попытки проникновения отечественных заявителей на зарубежные патентные рынки.
Рис. 6. Основные обладатели охранных документов за 2016, 2017 гг. (в %)
В ходе анализа периодической литературы по буровым долотам за последние несколько лет выявлено наличие публикаций, раскрывающих сущность оригинальных методов решения проблем, однако они не защищены патентами и стали известными для широкого круга лиц, в том числе и за рубежом, что может привести к потере российского приоритета. В российском законодательстве (см. пункт 3 статей 1350, 1351 части 4 Гражданского кодекса) существует норма, согласно которой раскрытие информации о сущности технического решения не является обстоятельством, препятствующим признанию патентоспособности технического решения, при условии подачи заявки в ФИПС в течение 6 месяцев со дня раскрытия информации. Зная это, отечественные заявители сначала могут опубликовать статью в журнале, а потом не позднее 6 месяцев со дня ее публикации подать заявку в ФИПС. Однако при этом следует учесть, что при подаче заявки в другие страны во многих из них не существует такой шестимесячной льготы и заявителю может быть противопоставлена его собственная статья. Такая ситуация часто имеет место и с отечественными заявками при подаче их в ФИПС, когда она подана позднее 6 месяцев со дня ее публикации в периодической литературе, книге, диссертации и т.п.
Таким образом, всесторонний анализ тенденций развития буровых долот необходим, чтобы видеть, какие виды долот и их конструктивные особенности развиваются более интенсивно, по каким направлениям выходят на российский патентный рынок зарубежные патентообладатели. В данной статье проведено информационно-аналитическое исследование патентной документации по буровым долотам, дан обзор патентной ситуации. На современном языке такое исследование называется патентным ландшафтом, показывающим в общем виде патентную ситуацию в определенном технологическом направлении либо в отношении патентной активности субъектов инновационной сферы с учетом временной динамики и территориального признака: страны, региона или в мировом масштабе.
Главное преимущество патентного ландшафта заключается в возможности оперативного представления, сравнения и оценки соотношения лидеров, аутсайдеров, наиболее перспективных участников рынка либо технологий относительно других. Назначение или функция патентного ландшафта – создание из большого объема научно-технической информации нового знания, доступного для понимания широкого или целевых кругов потребителей информации о конкурентной среде и технологических трендах, и т. п.
Детальный анализ патентных документов по буровым долотам и обзор тенденций изобретательской активности позволяет дать будущему изобретателю очень ценную информацию, а именно – какие направления долот развиваются, а какие ниши еще не заполнены, какие компании лидируют в разработках, как могут пересекаться их направления разработок, с кем есть перспективы начать сотрудничество и пытаться предложить собственные разработанные технологии. Самостоятельное проведение такого анализа по различным направлениям может быть также рекомендовано и для студентов вузов на основе общедоступных инструментариев и патентных баз, а также ресурсов отделения ФИПС «Всероссийская патентно-техническая библиотека».
Для ориентировочного анализа общемирового патентного рынка, на рис. 7 показано распределение охранных документов, опубликованных в национальных ведомствах Китая, США и РФ в период 2013-2016 гг. на буровые долота по классу МПК E21B10. Из представленных данных следует, что культура патентования долот, например в Китае, количественно превосходит количество российских патентов примерно в восемь раз.
Рис. 7. Количество охранных документов по буровым долотам в инновационно ведущих зарубежных странах и в России
В настоящее время Роспатент продолжает вести работу по разработке новых инструментов патентной аналитики для науки и бизнеса и по их доступности для изобретателей. Для российского научного общества создан инструментарий доступа и анализа патентной информации patScape.ru. С помощью patScape.ru ученый может получить много сведений: кто и что разрабатывает в его узкой области исследований, какие решения производятся, как авторы их охраняют, на какие рынки выводят, в каких областях применяют. Из патентных данных исследователь узнает, чем чужие решения отличаются от его разработок, сможет наладить кооперацию с авторами или найти другие подходы, чтобы усилить свои решения.
При проектировании, изготовлении и эксплуатации оборудования весьма актуально иметь оценку уровня его развития и тенденции его совершенствования, поскольку такая оценка необходима для качественной патентной защиты объекта промышленной собственности и получения исключительного права на него, ведь только патент наделяет своего владельца правом решать, каким образом изобретение может, и может ли, использоваться другими лицами. Необходимо отметить, что основу активной и эффективной патентной деятельности в современном государстве составляет стабильная работа научных учреждений и промышленности. При этом процесс защиты интеллектуальной собственности и, в частности, технических решений идет как вторичный процесс на базе основного производства. Наша страна медленно, но выходит из кризиса. Поэтому именно сейчас необходимо выработать меры, способствующие стимулированию и направлению в нужное русло деятельности людей по созданию интеллектуальной собственности. Это необходимо прежде всего для создания и развития уже имеющейся интеллектуальной основы наукоемких производств, без развития которых мы можем остаться на уровне сырьевого придатка Европы и Азии.
Литература
1. Молчанова Е.А. Патентная охрана объектов промышленной собственности в нефтегазодобывающей отрасли: обзор. М., ПАТЕНТ, 2007, 107 с.
2. Богомолов Р.М., Носов Н.В. Буровой инструмент. Энциклопедия изобретений, в двух частях. М., Инновационное машиностроение, 2015, всего 827 с.
3. Палий П.А., Корнеев К.Е. Буровые долота. Справочник. Изд. 3-е. М., изд-во «Недра», 1971, 446 с.
4. Методические рекомендации по подготовке отчетов о патентном обзоре (патентный ландшафт) (утверждены приказом Роспатента от 23.01.2017 №8).
Авторы:
Молчанова Елена Андреевна
Федеральный институт промышленной собственности, Заведующий отделом горного дела и строительства
Лысков Александр Анатольевич
Федеральный институт промышленной собственности,
Ведущий государственный эксперт отдела горного дела и строительства, кандидат технических наук
