天然气水合物开采方法及装置的专利分析

韩东

摘要：随着中国在世界海域首次成功地试采天然气水合物，天然气水合物的商业试采掘从此有明确的时间表。对过去十年中国天然气水合物制造技术专利申请的趋势、主要申请人从比较和布置创新能力的角度进行详细的研究技术研发和分析，旨在更全面地了解我国天然气水合物开掘领域的主要研究机构和技术发展，并为进一步研究天然气水合物提供参考材料。

关键词：天然气水合物;可燃冰;开采;试采;专利分析

一、关于天然气水合物的概述

它是由基于甲烷的烃气和由水分子构成的可燃冰（白色冰雪状晶体化合物）组成的一种高效清洁的能源，有叫作水合物或者甲烷水合物。当前正在研究的水合物开采方法主要是加热开采（热冲击法）、减压开采、化学注入开采、二氧化碳替代开采和固体开采。随着这项研究，已经发布了许多这方面的专利，并且通过系统地利用此专利信息，可以获得大量的竞争信息。此文系统地分析了与天然气水合物开采方法和设备有关的专利，希望为中国天然气水合物开采技术的发展竞争带来有用的信息。

二、天然气水合物的提取方法

如果水合物层的压力降低至低于相平衡压力，则水合物将在此时自动分解以产生甲烷气体;将水合物的温度升高在平衡温度以上，水合物分解产生大量的热量以产生甲烷气体;添加化学试剂以降低水合物的温度并增加水合物的压力以开始分解水合物;进行操作之前，先收集天然气水合物，在预分离之后，固体水合物上升到海面，并利用海水的温度分解水合物以产生气体。当前，有五种生产天然气水合物的方法：热冲击法、卸压法、化学试剂法、CO2替代法和水力提升法。

三、中国天然气水合物萃取技术专利的发展趋势

（一）专利申请的年度趋势

在过去的十年中，天然气水合物技术的研究发展迅速，中国专利申请的趋势总体呈上升趋势。一路上有两次下降，但紧跟着迅速增长。它在2012年进入快速发展时期，并在2017年达到峰值，根据数据，在过去十年中，我国的专利申请数量增长了大概五倍。在2018年已达到稳定发展时期，这可能与专利披露的延迟相关，如图1所示。

（二）关于专利权人的分析

选择了五个主要的专利权人来分析专利技术的发展方向。大庆东油公司申请的专利主要是通过结合减压和加热两种或多种萃取方法来萃取水合物，与只要一种开掘方法有关的专利很少;中国科学院申请的专利更多的是加热开掘，加热方法包括热海水、热盐水、蒸、热泵和现场燃烧，此外，已经为模拟和检测天然气生产的实验设备申请了许多专利;主要致力于浅水或非成岩地区的水合作用方面的专利主要由西南石油大学申请，开掘方法主要使用包括固态方法和固态方法的混合开掘方法;中国石油大学的专利申请主要是加热提取，加热办法包括地热、蒸汽、现场燃烧等;大连理工学院侧重于申请与减压和减压等混合生产方法相关的专利，几项专利也在研究使用水蚀的提取方法。

四、重要申请人的创新能力相比

（一）关于专利申请的年度趋势

根据下面图2可以看出，西南石油大学最晚开始研究，但后来者证明比其他三个候选人要强大得多;青岛海洋地质研究所的发展也不能低估，它在2017年的时候跟西南石油大学差不多;广州电力工程实验室开始的时间是很早的，趋势也是很平稳的，最近专利申请有些跟不上了;中国国家海洋石油总公司和广州能源研究所近年来的状况差不多，但是由于初期阶段的周期性波动，它们不能够平稳发展。综上所述，西南石油大学和青岛近海地质勘探具有很大的研发上的有利条件。

（二）创新能力的比较

专利申请总数中所包含申请的百分比以及发明申请中批准的发明的百分比，这两者很好地反映了申请人的创新能力。在四个申请人中，西南石油大学的申请、发明申请和发明批准数量最多，并且申请的数量大大的超过了其他三个申请人，申请的百分比与广州能源研究所的百分比相同，尽管排在第一位，但批准的份额却在最后，广州能源的批准份额达到了68，远远领先于其他三个。

五、现有问题和建议：

（一）外国的专利申请数量少，专利布局的认知度低。当前，大学和研究机构对专利布局不是很了解，对于有价值的专利，除了加强对国内知识产权的保护外，还需要加强外国的布局，以便获得首先进入国际市场的名额。

（二）专业领域的主要专利所占份额很小。与同一领域的国外专利申请规模相比，中国拥有大量的专利申请，但专利成本低廉，国外专利申请数量少，但专利价值大，占有很大的市场优势。政府、大学、研究機构、公司和申请人必须认真执行对提高整体质量有重大贡献的项目。

参考文献：

[1]徐芸，张芹，唐弟官.天然气水合物开采方法及装置的专利分析[J].石化技术，2019，26（10）：152-153.

[2]林丽珊.天然气水合物开采技术进展研究——基于专利视角[J].科技促进发展，2019，15（08）：771-776.

[3]罗玮玮.天然气水合物开采技术专利分析[J].科技创新与应用，2019（21）：8-10.