金刚石复合片专利技术综述

【摘要】聚晶金刚石复合片是一种新型复合材料，目前主要广泛应用于地质勘探、石油钻探等领域。本文分析了金刚石复合片的发展历史，专利申请趋势，梳理了金刚石复合片技术领域的主要技术分支和各个分支的专利技术发展趋势，绘制了金刚石复合片技术领域的专利技术路线图。对该技术领域的国内的主要申请人也进行了简要分析，探讨了他们所擅长的技术领域和申请趋势。对国金刚石复合片专利概括以及一些典型金刚石复合片专利进行介绍。本文主要以DWPI专利数据库以及CNABS数据库中的检索结果为分析基础，从专利文献的视角对聚晶金刚石复合片技术的发展进行了全面的统计分析，总结了与聚晶金刚石复合片相关的国内和国外专利的申请趋势、申请人分布，并从中得到一定的规律。

【关键词】钻井；金刚石；复合片；专利申请

聚晶金刚石复合片技术的发展历程

PDC的研究始于对天然多晶金刚石的研究。1964年美国GE公司的Delai首次申请了以某些金属添加剂使金刚石与金刚石产生结合的专利。1966年英国DeBeers公司的Blainley等人提出用亲和性金属为粘结剂的金刚石聚结体。1970年美国的Horton和Strongburg分别完成了烧结金刚石的试验。1973年美国GE公司研制成功的Compax就是PDC 材料的最早产品，它的出现具有划时代意义，同年GE公司与美国克里斯坦森（Christensen）公司合作研制成功了PDC石油钻头。英国DeBeers公司于1977年研制了与Compax相似的产品Syndite，1983年向市场正式出售这种石油地质钻头系列产品。此外美国合成公司、梅加金刚石公司和凤凰公司等也分别在上世纪80年代研制开发出PDC产品。我国PDC材料研制始于上世纪70年代末，80年代初用于钻探和切削工具。

全世界专利申请趋势

本节主要对国外专利申请状况的趋势以及全球专利重要申请人进行分析，从中得到相关的金刚石复合片技术发展趋势，以及各阶段专利申请国家分布和主要申请人。其中以每个同族中最早优先权日期视为该申请的申请日，一系列同族申请视为一件申请。金刚石复合片国内外专利申请趋势对比参见图1：

国内外专利申请重要申请人分析

从国外专利申请重要申请人方面对国外相关金刚石复合片领域的专利申请做进一步分析，主要考虑申请人历年的申请总量。

由此可知，斯密斯钻头公司SMITH INT INC、贝克休斯BAKER HUGHES INC两大石油公司的申请量位居前两位，两家公司均在快速发展阶段申请量较大，由于两家公司自身雄厚的技术实力，在快速发展阶段与中国共同开发了许多有难度的项目，如水平井，定向井等施工，为了占领中国市场，两家公司在中国的申请量也逐步增加。

而通用电气在发展初期处于领先地位，1964年美国GE公司的Delai首次申请了以某些金属添加剂使金刚石与金刚石产生结合的专利。1973年美国GE公司研制成功的Compax就是PDC材料的最早产品，同年GE公司与美国克里斯坦森（Christensen）公司合作研制成功了PDC石油钻头。

从国内专利申请重要申请人方面对金刚石复合片领域的专利申请做进一步分析，主要考虑申请人历年的申请总量。

国内的金刚石复合片申请人主要是石油行业相关申请人，比如西南石油大学，中国石化集团胜利石油管理局，江汉石油钻头股份有限公司，中国石油大学（北京），随着近些年中国页岩气开采的兴起，传统的钻头在页岩气开采施工时速度钻进较慢，不能满足现场需求，因此国内申请人加快了金刚石复合片的研究，尤其是针对页岩快速钻进领域，因此石油行业相关申请人占据了国内申请量的大部分，而其它申请人的研究方向为超硬材料方向，除了生产金刚石复合片以外，还生产超硬材料的相关产品，例如刀具，钻头等。

金刚石复合片技术发展脉络

下面从金刚石复合片的催化剂及钎焊工艺的发展路线从专利申请的角度来分析其技术发展脉络，参见图2。