金剛石複合片專利技術綜述
科技專論
作者：趙誌夏
【摘要】聚晶金剛石複合片是一種新型複合材料，目前主要廣泛應用於地質勘探、石油鑽探等領域。本文分析了金剛石複合片的發展曆史，專利申請趨勢，梳理了金剛石複合片技術領域的主要技術分支和各個分支的專利技術發展趨勢，繪製了金剛石複合片技術領域的專利技術路線圖。對該技術領域的國內的主要申請人也進行了簡要分析，探討了他們所擅長的技術領域和申請趨勢。對國金剛石複合片專利概括以及一些典型金剛石複合片專利進行介紹。本文主要以DWPI專利數據庫以及CNABS數據庫中的檢索結果為分析基礎，從專利文獻的視角對聚晶金剛石複合片技術的發展進行了全麵的統計分析，總結了與聚晶金剛石複合片相關的國內和國外專利的申請趨勢、申請人分布，並從中得到一定的規律。
【關鍵詞】鑽井；金剛石；複合片；專利申請
聚晶金剛石複合片技術的發展曆程
PDC的研究始於對天然多晶金剛石的研究。1964年美國GE公司的Delai首次申請了以某些金屬添加劑使金剛石與金剛石產生結合的專利。1966年英國DeBeers公司的Blainley等人提出用親和性金屬為粘結劑的金剛石聚結體。1970年美國的Horton和Strongburg分別完成了燒結金剛石的試驗。1973年美國GE公司研製成功的Compax就是PDC 材料的最早產品，它的出現具有劃時代意義，同年GE公司與美國克裏斯坦森（Christensen）公司合作研製成功了PDC石油鑽頭。英國DeBeers公司於1977年研製了與Compax相似的產品Syndite，1983年向市場正式出售這種石油地質鑽頭係列產品。此外美國合成公司、梅加金剛石公司和鳳凰公司等也分別在上世紀80年代研製開發出PDC產品。我國PDC材料研製始於上世紀70年代末，80年代初用於鑽探和切削工具。
全世界專利申請趨勢
本節主要對國外專利申請狀況的趨勢以及全球專利重要申請人進行分析，從中得到相關的金剛石複合片技術發展趨勢，以及各階段專利申請國家分布和主要申請人。其中以每個同族中最早優先權日期視為該申請的申請日，一係列同族申請視為一件申請。
從國外專利申請重要申請人方麵對國外相關金剛石複合片領域的專利申請做進一步分析，主要考慮申請人曆年的申請總量。
由此可知，斯密斯鑽頭公司SMITH INT INC、貝克休斯BAKER HUGHES INC兩大石油公司的申請量位居前兩位，兩家公司均在快速發展階段申請量較大，由於兩家公司自身雄厚的技術實力，在快速發展階段與中國共同開發了許多有難度的項目，如水平井，定向井等施工，為了占領中國市場，兩家公司在中國的申請量也逐步增加。
而通用電氣在發展初期處於領先地位，1964年美國GE公司的Delai首次申請了以某些金屬添加劑使金剛石與金剛石產生結合的專利。1973年美國GE公司研製成功的Compax就是PDC材料的最早產品，同年GE公司與美國克裏斯坦森（Christensen）公司合作研製成功了PDC石油鑽頭。
從國內專利申請重要申請人方麵對金剛石複合片領域的專利申請做進一步分析，主要考慮申請人曆年的申請總量。
國內的金剛石複合片申請人主要是石油行業相關申請人，比如西南石油大學，中國石化集團勝利石油管理局，江漢石油鑽頭股份有限公司，中國石油大學（北京），隨著近些年中國頁岩氣開采的興起，傳統的鑽頭在頁岩氣開采施工時速度鑽進較慢，不能滿足現場需求，因此國內申請人加快了金剛石複合片的研究，尤其是針對頁岩快速鑽進領域，因此石油行業相關申請人占據了國內申請量的大部分，而其它申請人的研究方向為超硬材料方向，除了生產金剛石複合片以外，還生產超硬材料的相關產品，例如刀具，鑽頭等。
金剛石複合片技術發展脈絡
下麵從金剛石複合片的催化劑及釺焊工藝的發展路線從專利申請的角度來分析其技術發展脈絡。