发明创造名称：一种钻井用旋冲螺杆钻具
外观设计名称：
决定号：194592
决定日：2019-11-06
委内编号：1F257909
优先权日：
申请（专利）号：201611058371.0
申请日：2016-11-27
复审请求人：天津市高原瑞丰工贸有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘琼
合议组组长：侯红梅
参审员：张旭波
国际分类号：E21B6/00(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求所要求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件所公开的内容相比存在多个区别技术特征，其中一部分区别技术特征被其它对比文件公开，并且该部分区别技术特征在其它对比文件中所起的作用和其在该权利要求中为解决相应技术问题所起的作用相同，同时其它的区别技术特征属于本领域的常规技术手段，则该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201611058371.0，名称为“一种钻井用旋冲螺杆钻具”的发明专利申请(下称“本申请”)。本申请的申请人为天津市高原瑞丰工贸有限公司，申请日为2016年11月27日，公开日为2017年03月22日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年05月02日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4不符合专利法第22条第3款的规定。驳回决定所依据的文本为2018年04月02日提交的权利要求第1-4项，2018年02月08日提交的说明书第1-5页（第1-25段）以及申请日2016年11月27日提交的说明书附图第1-2页（图1-2）、说明书摘要和摘要附图。
驳回决定中引用的对比文件为：
对比文件1：CN202745686U， 公告日：2013年02月20日；
对比文件2：CN104822894A， 公开日：2015年08月05日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种钻井用旋冲螺杆钻具，包括由上至下依次相连的旁通阀总成(1)、防掉总成(2)、马达总成(3)、万向轴总成(4)和传动轴总成(5)，其特征在于：所述万向轴总成(4)包括万向轴总成壳体(402)和位于所述万向轴总成壳体(402)内部并与其共轴线设置的万向轴，所述传动轴总成(5)包括水帽(501)和传动轴(503)，所述万向轴、所述水帽(501)和所述传动轴(503)依次通过丝扣连接固定；
所述水帽(501)中心设有主输液孔，所述水帽(501)侧面设有多个呈圆形阵列均匀分布并与所述主输液孔相贯通的水帽进液孔(502)，所述水帽进液孔(502)构成的圆形阵列、所述主输液孔均与所述水帽(501)共轴线设置，所述传动轴(503)中心开设有与所述主输液孔下端相连通的液体输送通道；工作时循环冲洗介质钻井液由所述旁通阀总成(1)进入后流经所述马达总成(3)和所述万向轴总成(4)并通过所述水帽进液孔(502)进入到所述液体输送通道再到达钻具的钻头水眼内；
所述万向轴总成壳体(402)内侧安装有阻流挡板(401)，所述阻流挡板(401)与所述水帽进液孔(502)的外端口位于同一水平高度，当所述水帽进液孔(502)转动到所述阻流挡板(401)处时会被所述阻流挡板(401)遮盖住，使所述水帽(501)的总进液面积变小；所述水帽进液孔(502)的数量为四个；所述阻流挡板(401)宽度大于所述水帽进液孔(502)的孔径且小于二倍孔径。
2. 根据权利要求1所述的钻井用旋冲螺杆钻具，其特征在于：所述水帽(501)的侧面为圆柱状，所述阻流挡板(401)为一块带弧度的钢板，所述阻流挡板(401)内侧弧面与所述水帽(501)外侧边缘紧密贴合。
3. 根据权利要求1所述的钻井用旋冲螺杆钻具，其特征在于：所述水帽进液孔(502)沿所述主输液孔中心轴线向上倾斜设置，所述主输液孔与 所述水帽进液孔(502)之间的夹角为40-60°。
4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的钻井用旋冲螺杆钻具，其特征在于：所述阻流挡板(401)与所述水帽进液孔(502)的接触面上涂有抗冲蚀磨损的防护涂层。”
驳回决定认为：权利要求1与对比文件1相比，区别在于: （1）万向轴、水帽和传动轴通过丝扣连接；（2）水帽侧面设有多个呈圆形阵列均匀分布的进液孔；万向轴总成壳体内侧安装有阻流挡板，阻流挡板与水帽进液孔的外端口位于同一水平高度，当水帽进液孔转动到阻流挡板处时会被组流挡板遮盖住，使水帽的总进液面积变小；（3）水帽进液孔的数量为四个；阻流挡板宽度大于水帽进液孔的孔径且小于二倍孔径。而对比文件2已公开了区别技术特征（2）的部分区别技术特征，且这些技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同，都是用于调节液体流量从而产生冲击力，即对比文件2给出了将此部分技术特征应用于该对比文件1以解决其技术问题的启示；同时，其余区别技术特征是本领域的常规技术手段。因此，在对比文件1基础上结合对比文件2以及本领域常规技术手段，得出该权利要求1的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。从属权利要求2-4的附加技术特征或为对比文件2所公开或为本领域的常规技术手段，因此，权利要求1-4均不具备创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年08月08日向国家知识产权局提出了复审请求，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）本申请要解决的技术问题为：如何研究出一种钻井用旋冲螺杆钻具，具有能够为PDC钻头提供稳定破岩动力并同时施加高频低幅扭转冲击震动的特点，从而显著降低钻头的“卡-滑”现象的发生概率，大幅提高机械钻速，延长钻头寿命，降低钻进成本；（2）对比文件1与本申请水帽的具体结构不同，即产生冲击震动的具体结构与产生脉冲类型不同，也即本申请产生的脉冲频率为高频低幅脉冲，有利于显著降低钻头的“卡-滑”现象，进而在大幅提高机械钻速的同时可以有效延长钻头寿命，进而降低钻岩成本；（3）对比文件1中的水帽5与对比文件2中的搅动组件中的转子36以及转子36出口端无法结合，本领域技术人员无法从对比文件2中获得结合的技术启示。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月14日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为：首先，从本申请说明书背景技术和[0013]段中都可以看出，通过在钻进过程中产生周期性的扭转冲击（并非必需本申请所示的具体脉冲类型），能够缓解钻头“卡-滑”现象的发生概率，大幅提高机械钻速，延长钻头寿命，降低钻进成本。而对比文件1的背景技术中，同样记载了通过来自冲击器和扭力冲击器产生冲击应力，能够解决粘卡严重等问题，并列举了多项具体产品作为背景技术，也就是说，对比文件1与本申请均是通过产生冲击震动来解决相同的“缓解钻头“卡-滑”现象的发生概率，大幅提高机械钻速，延长钻头寿命”的技术问题，则对比文件1与本申请的区别仅在于水帽的具体结构不同，即产生冲击震动的具体结构与产生的脉冲类型不同。第二、在对比文件1公开了需要产生周期性冲击震动的基础上，本领域技术人员必然需要设计一种合适的脉冲类型（或称为振动波形），并在此基础上设计产生该脉冲的具体结构。而针对本申请所采用的具体的脉冲类型来说，对比文件2已经公开了与本申请相同的脉冲类型和相似的脉冲产生的结构（转子36的在出口端52的对应位置相当于本申请中的水帽，其与定子上设置的密封件的配合相当于本申请中水帽与万向轴总成壳体上设置的阻流挡板的配合，且水流方向同样通过螺杆外侧流经进液口56、58之后从转子端部的液体出口54流出，即水流方向和工作原理与本申请相同），并且能够产生冲击震动，进而避免钻柱卡滞，也就是说对比文件2与本申请所要解决的问题相同。本领域技术人员能够选择将对比文件2中产生的脉冲类型应用于旋冲螺杆钻具，而为了产生对比文件2的脉冲类型，也能够从对比文件2的脉冲发生装置的结构中得到启示。基于对比文件1与本申请的区别在于脉冲产生装置（即水帽）结构本身，则对比文件2产生的技术启示也仅在于脉冲发生装置的结构本身，本领域技术人员并不会如复审请求人所说直接将整个转子或整段转子端口安装在对比文件1上，而是本领域技术人员能够将对比文件1中水帽的进液口、旋转部分和固定部分分别与对比文件2中脉冲发生装置的进液口、旋转部分和固定部分相互对应进行改造，并将对比文件2中进液口与密封件配合的结构设置在对比文件1中水帽的对应位置，以产生与对比文件2相同的脉冲， 并使旋冲螺杆钻具能够正常工作 ，因而坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。合议组于2019年06月28日向复审请求人发出复审通知书，指出：独立权利要求1与对比文件1相比，区别在于:（1）万向轴、水帽和传动轴通过丝扣连接；水帽进液孔呈圆形阵列均匀分布，并且该圆形阵列与主输液孔、水帽共轴线设置；水帽进液孔的数量为四个；（2）阻流结构为安装在万向轴总成壳体内侧的阻流挡板，阻流挡板与水帽进液孔的外端口位于同一水平高度；阻流挡板宽度大于水帽进液孔的孔径且小于二倍孔径。而对比文件2已公开了区别技术特征（2）的部分区别技术特征，且这些技术特征在对比文件2中所起的作用与其在本申请中的作用相同，都是用于调节液体流量从而产生压力脉冲，即对比文件2给出了将此部分技术特征应用于该对比文件1以解决其技术问题的启示；同时，其余区别技术特征是本领域的常规技术手段。因此，在对比文件1基础上结合对比文件2以及本领域常规技术手段，得出该权利要求1的技术方案，对所属技术领域的技术人员来说是显而易见的。从属权利要求2-4的附加技术特征或为对比文件1-2所公开或为本领域的常规技术手段，因此，从属权利要求1-4均不具备创造性。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：首先，对比文件1与本申请都是一种旋冲螺杆钻具，其二者都是在马达总成和传动轴总成之间设置周期性改变进液面积的流量调节装置，使马达总成产生有频率的改变的扭力和转速，进而在钻头上施加扭转冲击震动，以解决现有技术中螺杆钻具卡钻瞬间产生冲击力使钻头的切削齿容易损坏导致使用寿命短的问题。由此可见，对比文件1与本申请所要解决的问题实质上相同。其次，本申请与对比文件1均公开了一种能够调节通过进液孔的流体流量的流量调节装置，为井下钻头提供周期性变化的冲击扭力，即二者的发明构思类似。虽然对比文件1所公开的阻流结构、进液孔设置方式与本申请有所不同，但是在对比文件1所公开的周期性改变进液面积的流量调节装置的基础上，本领域技术人员可以在对比文件2所公开的能够调节通过进液孔的流体流量的阻流结构的基础上，调整对比文件1中的阻流结构和与之配合的进液孔的具体设置方式，以调整扭矩的周期性变化方式，这是本领域技术人员基于公知常识和常规实验手段可以调整和选择的，其所能达到的技术效果也是完全可以预期的。再者，对比文件2同样公开了一种对液体入口进行周期性阻挡进而调节入口流量的设置于壳体上的阻流结构，且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是用于调节液体流量从而产生压力脉冲，也就是说对比文件2给出了将设置于壳体上的阻流结构应用于对比文件1的流量调整装置，以阻挡水帽上的导流孔进而获取不同频率的脉冲的技术问题的启示。对比文件1的技术方案与对比文件2相结合，并非必须照搬对比文件2的所有技术细节。
复审请求人于2019年08月12日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人在意见陈述中同意合议组于2019年06月28日所发出的复审通知书中的复审意见。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提出复审请求时和复审过程中均未对申请文件进行修改，故本次复审决定书以驳回决定所针对的文本作为审查基础，即：2018年04月02日提交的权利要求第1-4项，2018年02月08日提交的说明书第1-5页以及申请日2016年11月27日提交的说明书附图第1-2页、说明书摘要和摘要附图。
关于创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指同现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1权利要求1要求保护一种钻井用旋冲螺杆钻具。对比文件1公开了一种冲击式螺杆钻具，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第6页第[0047]-[0054]段、第[0069]-[0072]段，附图1-3）：该冲击式螺杆钻具既为井下钻头提供旋转动力，又为其提供冲击钻压，该冲击式螺杆钻具（即钻井用旋冲螺杆钻具）包括由上至下依次相连的旁通阀总成1、防掉总成（具体参见图3）、马达总成3、万向轴总成4和传动轴总成6，万向轴总成4包括万向轴壳体和位于万向轴壳体内部并与其共轴线设置的万向轴（具体参见图3），传动轴总成6包括导流水帽51和流量调节筒53组成的流量调节总成5和传动轴，万向轴、导流水帽51等组成的流量调节总成5和传动轴依次连接固定；其中，导流水帽51与万向轴连接，流量调节筒53与传动轴连接，导流水帽位于流量调节筒（对应于本申请的阻流挡板，即同样是一种阻流结构）内且与之活动连接；流量调节筒一端面为平整面，另一端面为凹凸不平整面，导流水帽51上设有导流孔52，该导流孔的最低处与流量调节筒的凹凸端面的最低处平齐，导流孔的最高处高于流量调节筒的凹凸端面的最高处，保证两者之间存在一定间距，使导流孔有效面积最小值不为零，通过导流孔的钻井液流量最小值不为零；当螺杆钻具工作时，流量调节筒与导流水帽相对运动，使流量调节筒的正弦端面与导流水帽的导流孔相对运动，从而将经过导流孔的钻井液流量发生呈正弦曲线状的周期性变化（即当导流孔转动到流量调节筒的凸起时，会被流量调节筒的凸起遮盖住，使导流水帽的总进液面积变小），进而使螺杆钻具内及其以上钻具内产生水击，造成螺杆钻具下端连接的钻头对井底产生的钻压产生呈正弦曲线状的周期性变化，同时使螺杆钻具输出的扭矩也发生周期性变化，既提供冲击力又提供扭旋力，形成一种复合钻井破岩方式，根据上述说明书记载及图1-3所示，导流水帽51中心设有主输液孔，主输液孔与导流水帽51共轴线设置；导流水帽51侧面设有多个呈圆形并与主输液孔相贯通的导流孔52（即水帽进液孔），传动轴中心开设有与主输液孔下端相连通的液体输送通道（具体参
见图3），工作时循环冲洗介质钻井液由旁通阀总成1进入后流经马达总成3和万向轴总成4并通过导流水帽上的导流孔52进入到液体输送通道再到达钻具的钻头水眼内。
权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）万向轴、水帽和传动轴通过丝扣连接；水帽进液孔呈圆形阵列均匀分布，并且该圆形阵列与主输液孔、水帽共轴线设置；水帽进液孔的数量为四个；（2）阻流结构为安装在万向轴总成壳体内侧的阻流挡板，阻流挡板与水帽进液孔的外端口位于同一水平高度；阻流挡板宽度大于水帽进液孔的孔径且小于二倍孔径。基于上述区别技术特征可知，权利要求1相对于对比文件1实际要解决的技术问题是提供另外一种能够调节通过进液孔的流体流量的阻流结构和进液孔设置方式。
对于区别技术特征（1），其是本领域的常规技术手段，对比文件1已公开了万向轴、水帽和传动轴连接、水帽导流孔呈圆形形状设置于导流水帽之上，导流水帽与主输液孔共轴线设置，在此基础上，本领域技术人员可以依据需要调整和设置部件之间的连接关系、导流水帽上水帽导流孔的设置方式以及数量，这仅是本领域的常规技术手段，也不会带来任何预料不到的技术效果；
对于区别技术特征（2）：对比文件2（CN104822894A，公开日为2015年08月05日）公开了一种用于钻孔的井下脉冲发生装置，并具体公开了一种能够调节通过进液孔的流体流量的阻流结构（参见对比文件2说明书第4页第[0025]段至第4页第[0028]段，附图3、3A）：出口端 52还包括主液体入口56和次入口58，其允许液体流动到出口端中，一个或多个密封件60（相当于阻流挡板）耦合至壳体34（设置在壳体34内侧），并且设计成在转子36相对于壳体旋转时限制液体流动进入到主液体入口56中，入口段52可以包括多个液体入口56和/或密封件60以产生预期的压力脉冲频率，当转子36旋转时，主液体入口56在与密封件60对准的位置和不与密封件对准的位置之间移动，当主液体入口56与密封件60对准时，主液体入口基本上闭合，基本上阻止了液体流动穿过入口（即密封件与进液孔的外端口位于同一水平高度，且密封件的宽度大于主液体入口的孔径），当主液体入口56不与密封件对准时，不阻止液体流动穿过入口，由此在主入口56和密封件60之间断续接合产生了在液体流动的波动或者压力脉冲，这产生系统中的振动。由此可知，对比文件2同样公开了一种对液体入口进行周期性阻挡进而调节入口流量的设置于壳体上的阻流结构，且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是用于调节液体流量从而产生压力脉冲，也就是说对比文件2给出了将上述特征应用于对比文件1以解决其技术问题的启示。至于在阻流挡板的宽度大于进液孔的孔径的基础上进一步限定其孔径小于进液孔二倍孔径，则仅是本领域技术人员的常规技术手段。
因此在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常用技术手段，得到权利要求1要求保护的技术方案是显而易见的，因此权利要求1不具有突出的实质性特点和显著地进步，不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2权利要求2、3为从属权利要求，其分别进一步限定了水帽的形状、阻流挡板的形状和材质、水帽和阻流挡板二者的具体贴合方式、水帽进液孔的设置方式及具体倾斜角度，但是上述技术特征均仅仅是本领域的常规调整和选择，对比文件1已公开了水帽、水帽孔以及与水帽配合阻挡进液口的阻挡结构，在此基础上，为了提高阻挡结构对液体入口的阻挡效果，本领域技术人员能够调整和选择水帽的形状以及阻流挡板的具体形状和材质水帽，以使二者的形状可以紧密贴合，同时调整水帽进液孔的具体设置均仅仅是本领域的常规技术手段。因此在其引用的权利要求不具有创造性时，权利要求2、3也不具有专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3权利要求4为从属权利要求。对比文件2还公开了如下技术特征（参见说明书第4页第[0026]段）：与密封件接触的偏心凸起62也可以被热处理或涂覆，以降低磨损或者液体腐蚀。即，对比文件2已公开在接触位置上进行涂覆涂层以抗冲蚀磨损，且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同，都是用于防止接触位置由于频繁接触而产生的磨损和腐蚀。在此基础上，本领域技术人员也很容易想到在阻流挡板与水帽进液孔的接触面上涂覆有抗冲蚀磨损的防护涂层。因此在其引用的权利要求不具有创造性时，权利要求4也不具有专利法第二十二条第三款规定的创造性。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年05月02日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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