浮式生产储油卸油装置水下浮体专利现状分析

【预警研究】 admin创建于2016-09-16

浮式生产储油卸油装置(FPSO)作为海上油气资源开发最有效的装备,广泛应用于各种水深条件下的油气开发。深水FPSO随着水深增加海底立管长度也成几何级增加,船体无法承受来自立管系统的重量,需要在预定的水深处安装浮体,通过锚链与吸力锚连接固定,浮体一侧将支撑来自海底的钢质悬链立管和脐带缆,另一侧支撑与FPSO连接的柔性跃式立管,从而实现深水作业要求。

传统水下浮体结构被应用于单个立管,当需要支撑多个立管时,每个立管均各自被单独的浮体结构张紧。目前,国际上深海采油最大深度已达到水下2500米,而水下油管越长,自身重力和海流就会让管线产生巨大波动,降低使用寿命。同时随着海深的增加,受风浪影响,各个立管之间的交互作用也越强烈,因此,采用一个大型浮体连接多根立管是一种有效方式。本文试图从专利文献的角度对该技术进行简单分析。

中国水下浮体专利现状分析

笔者借助关键词和分类号在中外专利数据库(CNIPR)中,对水下浮体相关领域的专利进行了检索,在截至201371日公开的专利申请中,检索、筛选出相关中文专利申请16件。

笔者通过对国内专利申请进行时间序列分析发现,自1997年特杰·马格纳森在中国提交第一件相关专利申请后一直没有相关专利申请再出现。直到 2008年,以单点系泊公司、霍顿深水发展系统有限公司、海思力法国有限公司为首的外国企业陆续在中国提交专利申请,由此进入水下浮体技术引入阶段。2010年中国申请人开始进入该领域,目前水下浮体技术在国内尚处于技术萌芽期。

通过对技术构成进行分析,笔者发现国内水下浮体领域最为活跃的技术领域为多个立管连接一个浮体的大型浮体以及浮体的安装、定位方法。其次,具有保温与浮力功能的多功能浮体也是新兴的研究方向(如图1所示)。由此可见,中国虽然在相关领域研究介入时间较晚,但起点高,研究点多为时下比较关注的可连接多个立管的大型水下浮体。

笔者对国内专利申请人的相关专利申请进行分析后发现,共有9个申请人在国家知识产权局专利局提交了水下浮体相关专利申请,其中大连理工大学以9件专利申请占据排行榜第一位,占该领域专利申请总数的56%。其他公司申请量都不多,且较为平均,都只有1件。但值得注意的是,虽然大连理工大学的专利申请量远高于其他公司,但这9件专利实质均为从一种“海星式结构支撑浮体”衍生出来的专利申请(5件发明专利申请、4件实用新型专利申请),因此国内并没有明显占据优势地位的申请人。

综上所述,目前国内浮式生产储油卸油装置水下浮体专利申请较少,参与研发的企业也较少,尚处于技术萌芽期,研究热点为时下比较关注的可同时连接多个立管的大型水下浮体。

国外水下浮体专利现状分析

笔者借助关键词和分类号在LexisNexis TotalPatent专利数据库中,对水下浮体相关领域的专利进行了检索,在截至201371日公开的专利申请中共检索、筛选出相关专利申请200件。

通过对国外专利申请量进行时间序列分析不难发现,国外水下浮体领域的专利申请经历了两个明显的发展阶段,如图2所示,分别在1981年和2003年达到两个峰值,目前相关领域的专利申请正处于第二个发展期。

对国外水下浮体领域的专利申请按照申请国进行排名,居排名前列的申请国为美国、澳大利亚、英国、挪威,其提交相关专利申请88件,占该领域专利申请总量的44%。这反映出上述4国是各国水下浮体技术专利申请的主要国家,在水下浮体领域投入较大,掌握了大量专利申请,基本控制了水下浮体技术市场;其次是加拿大、法国、巴西、日本,它们在水下浮体市场中也占有一席之地。另外,通过对专利数据的统计发现,水下浮体领域的200件专利申请实际只有82项,这表明企业还是很注重相关领域的专利布局的。

通过对技术构成进行分析发现,如图3所示,国外水下浮体领域最为活跃的技术领域为一个立管连接一个浮体,其次为立管穿过浮体。而对于目前出现的多个立管连接一个浮体的大型浮体的研究相对较少。

通过对这些专利申请的技术热点与时间进行进一步分析发现,一个立管连接一个浮体、立管穿过浮体的浮体专利申请基本都集中在2000年之前,而2000年之后新提交的专利申请更侧重于对可连接多个立管的大型浮体的研究。

笔者将国外水下浮体领域的200件专利申请进行了同族合并处理后,得出了国外水下浮体领域专利申请人排行榜。美孚石油公司(MOBIL OIL CORP)和法国德克尼普(TECHNIP FRANCE)以5项专利申请并列排名第一,紧随其后的是SUBSEA 7SUBSEA 7 LTD)和巴西石油(PETROLEO BRASILEIRO SA),其次是法国布依格海洋工程公司(BOUYGUES OFFSHORE)。其他公司的申请量均为1项或2项。可以看出,国外水下浮体领域的申请人相对比较分散,虽然专利申请项较少,但同族专利很多,说明国外申请人非常重视该领域的专利布局。

意见和建议

国内外水下浮体领域专利申请分析表明,由于技术相对简单,浮式生产储油卸油装置水下浮体在全世界范围的专利项均比较少,多个立管连接一个浮体的大型水下浮体是近十年的研究热点,2000年之前均是国外企业着重对单个立管连接一个浮体的小型浮体进行研究,2000年之后随着深海采油技术的发展,国外企业开始对连接多个立管的大型水下浮体进行研究。国内企业在2010年之后才由大连理工大学牵头对FPSO水下浮体进行研究, 不管从参与研究的企业数量还是从专利申请的数量、多维度保护来看,国内企业均处于萌芽阶段。鉴于此,笔者提出以下几点建议:

1)探寻水下浮体领域的重要研发方向。

通过前述分析可知,当前水下浮体领域的专利项很少,具体涉及到可连接多个立管的大型浮体的专利项更少,但同时可以看到该领域的同族专利很多,说明各国申请人都非常注重该领域的专利布局,这可能与该技术领域的技术特点有关。随着深海采油技术的进一步发展,对大型水下浮体的要求也必然进一步提高,可以预见,更轻质、安装更方便、成本更低廉的大型水下浮体将成为该领域的重要研发方向。因此,应加大在该领域的技术研究和专利申请。

2)充分利用国外失效专利文献。

由于国外水下浮体相关技术起步较早,很多技术已属公知技术,因此国内企业应下大力气研究这些已经落入公知领域的国外专利文献,充分利用前人的成果,这样既可以较快地提高自身的技术水平,又可以有机会与国外企业站在同一起跑线上。

3)注重基础专利的申请。

基本性和外围性专利在保护范围、市场价值方面均有很大差异,国内企业虽然介入研究时间晚,但起点相对高,可在我国水下浮体技术较先进的领域,重点发展基础专利。

4)采用追踪式开发和跨越式引进相结合的战略。

国外申请人在相关领域具有非常悠久的历史,虽然专门针对水下浮体的专利项并不多,但有很多专利均涉及海底立管系统,在这些专利中基本都提到了水下浮体,国内企业对此可以采用追踪式开发的战略,随时监控国外的这些专利申请,不盲目开发、重复研究。对于国外已发展比较成熟的重要技术,可以采用跨越式引进的策略,引进若干关键技术进行消化,以此为基础发展自己的配套技术,从而实现以最小代价引进国外先进技术的目的。

5)加强与高校和科研院所的技术创新合作。 
        目前水下浮体相关领域的专利合作开发很少,对于我国申请人来说,科研院校提交了较多的专利申请,国内企业如果能够与其合作,既有助于获得更高水准的科研成果,也有利于成果的转化,两者相得益彰。 
(知识产权报 记者 赵之慧)