发明创造名称：吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法
外观设计名称：
决定号：197094
决定日：2019-12-05
委内编号：1F269988
优先权日：
申请（专利）号：201610601847.4
申请日：2016-07-27
复审请求人：中国石油大学（华东） 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：闫骏霞
合议组组长：韩冰冰
参审员：陈婕
国际分类号：E02D15/10;B65B1/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：评价一项发明权利要求的创造性时，如果该权利要求所限定的技术方案与一篇对比文件公开的技术方案之间的区别技术特征，是本领域技术人员解决权利要求实际解决技术问题的常规选择，且这种选择所产生的技术效果是本领域技术人员能够预料得到的，则该权利要求所限定的技术方案是显而易见的，不具有突出的实质性特点，也就不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610601847.4，发明名称为“吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为中国石油大学（华东）和中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，申请日为2016年7月27日，公布日为2016年12月21日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年9月28日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1相对于对比文件1（CN105626963A，公开日为2016年6月1日）以及本领域公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书第1-38段、说明书附图1-6、摘要附图、说明书摘要,2018年8月8日提交的权利要求第1项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置进行抛砂治理施工方法，应用吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置，包括：母船和抛砂船；母船为有动力驳船，抛砂船为无动力船；抛砂船的船尾连接于母船的侧舷，抛砂船的纵轴线垂直于母船的纵轴线，母船提供动力并储存砂子，抛砂船将砂子打包成袋并由抛砂船上的吊桶完成砂袋的抛填工作；母船船体靠近抛砂船的船体侧缘有一固接槽，用于与抛砂船连接，内部设置连接丝杠孔和关于丝杠孔两侧对称分布的滑孔；抛砂船船体的船尾边缘设有开口矩形槽，矩形开口槽内有通过高度调节丝杠连接高度配合台，高度调节丝杠可控制其升高或降低，解决两船由于吃水高度不同引起的配合问题；高度配合台靠近母船一侧水平方向连接有丝杠轴和滑动轴，用于与母船连接；抛砂船通过丝杠孔和丝杠轴组成的丝杠配合、滑孔和滑动轴组成的滑动轴承配合连接母船的侧缘；母船有砂子存放区、吸砂器和母船方管用于存放砂子和运输砂子的结构；砂子存放区位于母船船体甲板中部，分割为多个平行的槽体；槽体靠近抛砂船的侧壁底部开孔，开孔外连水平母船方管、内连吸砂器，吸砂器提供运输动力，母船方管为砂子从母船向抛砂船过渡的结构；抛砂船内设置水平矩形浅槽，水平矩形浅槽内设置有打包结构抛砂船部分，自船尾至船首依次为抛砂船方管、支撑梁、打包机、辊道传送带和砂袋投入腔；抛砂船方管为带有竖直弯头的方管，一侧与母船方管连接，形成了两船砂子过渡通道，另一侧连接下方的打包机；支撑梁为高度可调节梁，用于固定和支撑抛砂船方管，通过支撑梁可调节抛砂船方管和母船方管同高套接；打包机下方连接有辊道传送带；辊道传送带船首一侧有砂袋投入腔，砂袋投入腔上部由倾斜的槽体和半个圆柱孔连接而成，下部为等径圆柱孔，上下部分弧面连接，下腔口正对吊桶；砂子从母船存放区经由母船方管和抛砂船方管输送至打包机处打包，打包好的砂袋再由辊道传送带输送到抛砂船船首的砂袋投入腔 内，落入吊桶；吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置通过抛砂船船尾的钢丝绳卷轴和电机控制吊桶升降实现抛砂过程；吊桶为圆柱壳桶，桶体和桶底均有用于减小提升阻力的轴对称开孔，桶体上缘对称分布两个桶口吊耳，连有吊装钢丝绳，桶壁外侧底部有一个桶底吊耳，位于两个桶口吊耳连线的中垂面上，桶底吊耳连有倾倒钢丝绳；吊装钢丝绳和倾倒钢丝绳分别连接有一组电机和钢丝绳卷轴；装置工作时，吊装钢丝绳控制吊桶满载下放和空载起吊，倾倒钢丝绳控制掀翻吊桶抛砂；控制室位于抛砂船的高度配合台上，控制室内装有吸砂器、打包机、辊道传送带、电机的控制结构；
其特征在于，包括以下步骤：
(1)、在港口将砂子装入母船的砂子存放区，将抛砂船拖绑在母船的船尾，通过母船的动力将抛砂船托运到施工处，即悬空管道附近上方水面；
(2)、通过丝杠和滑动轴承将抛砂船连接母船侧舷，并调节至二者距离最短，母船方管和抛砂船方管也相应配合套接，完成母船和抛砂船的连接；调整位置，使母船与管道平行，抛砂船与管道垂直；
(3)、将吊桶放入砂袋投入腔中，依次打开控制室处辊道传送带、打包机和吸砂器的开关，砂子在吸砂器的吸力作用下经由母船方管和抛砂船方管落入打包机，由打包机打包成袋，再由辊道传送带运至砂袋投入腔，掉入吊桶中，吊桶装满后，关闭各结构控制开关；
(4)、打开控制室中吊装钢丝绳对应电机的下放开关，下放装满砂袋的吊桶，倾倒钢丝绳随动，待吊桶到达海底悬空处，关闭其下放开关。打开控制室中倾倒钢丝绳对应电机的起吊开关，牵引倾倒钢丝绳掀翻吊桶，将砂袋倾倒于管道悬空处，关闭其起吊开关；打开吊装钢丝绳对应电机的起吊开关，倾倒钢丝绳随动，将吊桶从海底拉回砂袋投入腔处；至此，完成一次施工；
(5)、重复(3)-(4)过程，进行重复施工；
(6)、通过不同施工方式达到施工区的全覆盖：母船向前移动，带动抛砂船横向向前移动，实现沿管道方向施工；母船保持不动，调节两船连接丝杠，使抛砂船做远离母船或靠近母船的运动，沿垂直于管道的方向施工；调节母船与抛砂船有一定距离并保持距离不变，母船带动抛砂船一起向前移动，在管道另一侧沿管道方向施工。通过上述三种运动改变抛砂船相对管道的位置，进行过程(5)，完成管道各个位置的施工，覆盖全部施工区；
(7)、施工完毕后，依次关闭控制室内所有结构控制开关；
(8)、通过两船连接丝杠和滑动轴承将抛砂船与母船分离，并托运回港口。”
驳回决定认为，对比文件1公开了一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置施工方法，本申请将通道式换为吊桶式进行砂袋下放是本领域技术人员的常规替换，砂袋投入腔及吊桶的结构是本领域的常规设计，相应的施工方法也是本领域的常规操作方法。并且在申请人的意见陈述部分引用《地下工程施工技术》（姜玉松主编，武汉理工大学出版社，第80-83页，2008年8月）证明吊桶式是常见的垂直运输方式，当海洋工程的水下作业中需要垂直运输时，采用吊桶式进行垂直运输是易于想到的运输方式。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月28日向国家知识产权局提出了复审请求，未提交修改替换页。复审请求人认为：本申请提供了一种吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置的施工方法，实现了砂袋着地位置可控、着地冲击能可控情况下海底管道抛砂治理，避免砂袋未丢入施工区或者碰撞管道的情况。并且，吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置可以对砂袋进行抛填，还可对粒径比较大的石子、石块进行抛填，相比对比文件，本申请的填充物的适用范围更广；最后，吊桶结构简单，双电机控制的抛砂施工工艺简单，吊桶可完全收回于抛砂船内部，托运就位非常方便。因此，本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局受理了该复审请求，于2019年1月11日发出复审请求受理通知书，并将案卷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中坚持驳回决定。
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8月29日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，通知书中指出：吊桶是一种用来垂直运送建筑材料、施工废料以及升降人员的常用设备，其本身就具备着地位置可控、着地冲击能可控、对于抛填的对象适用范围广、施工方便、便于回收的优点，例如现有技术CN104529314A、CN204454210U均公开了水下使用吊桶运输物料的技术方案。基于对比文件1公开的通道式抛砂施工方法，本领域技术人员为了实现砂袋水下着地点可控，实现精确有效施工，容易想到采用吊桶式抛砂替换通道式抛砂，其能达到的技术效果均是本领域技术人员可以预期的。
复审请求人于2019年10月10日提交了意见陈述书，未提交修改文本。复审请求人认为：1、本申请中吊桶式抛砂并非简单替换通道式抛砂，两者是面对不同环境的产物，吊桶式抛砂配合其特殊的施工方案才能达到创新、实用和经济的效果。砂袋投入腔并不是本领域技术人员的常规设置，吊桶的结构型式及其连接结构也并不只是为了适应水下工作环境而作出的简单设置，吊桶的结构以及如何采用一组电机和钢丝绳卷轴控制装置工作是实现抛砂治理海底悬空管道的水下工作部分的完整解决方案。本申请中吊桶的下放、倾倒及收回步骤是该技术方案配合采用的实施流程，有效地保障了技术方案的落地，并不是常规技术手段。2、本申请请求保护一种施工方法，而对比文件1主要保护一种治理装置，二者有本质区别。本申请具有砂袋着地位置可控、着地冲击能可控、避免砂袋撞击管道、填充物适用范围广、工艺简单、便于回收的技术效果。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在复审程序中未修改申请文本，因此，本复审请求审查决定针对的文本为：申请日提交的说明书第1-38段、说明书附图1-6、摘要附图、说明书摘要,2018年8月8日提交的权利要求第1项。
2、具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定的创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
评价一项发明权利要求的创造性时，如果该权利要求所限定的技术方案与一篇对比文件公开的技术方案之间的区别技术特征，是本领域技术人员解决权利要求实际解决技术问题的常规选择，且这种选择所产生的技术效果是本领域技术人员能够预料得到的，则该权利要求所限定的技术方案是显而易见的，不具有突出的实质性特点，也就不具备创造性。
具体到本案，权利要求1请求保护一种吊桶式海底悬空管道抛砂治理装置进行抛砂治理施工方法。对比文件1公开了一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置施工方法（参见说明书第25-39段，附图1-10）：通道式海底悬空管道抛砂治理装置包括母船1和抛砂船2，母船1为有动力驳船，抛砂船2为无动力小船，抛砂船2船体的纵轴垂直于母船1的纵轴，船尾连接于母船1的侧缘，母船1提供动力、储存砂子，抛砂船2将砂子打包成袋并完成砂袋的抛填工作。母船船体101靠近抛砂船2的一侧边缘设置矩形固接槽102，母船1和抛砂船2通过丝杠和滑动轴承连接，母船1的固接槽102底部正中设置丝杠孔112，丝杠孔112两侧对称分布有滑孔111；抛砂船船体201的船尾边缘设有开口矩形槽202，抛砂船2的矩形开口槽202底部通过四根竖直的高度调节丝杠212与高度配合台211连接，高度配合台211通过高度调节丝杠212升高或降低，高度配合台211靠近母船1的一侧连接有水平方向的丝杠轴214和两侧对称的滑动轴213；丝杠孔112和丝杠轴214组成丝杠配合，滑孔111和滑动轴213形成滑动轴承配合，抛砂船2通过丝杠和滑动轴承配合连接于母船1的侧缘，一方面被限制了自由晃动，另一方面，又可通过丝杠做远离母船1或靠近母船1的运动；母船船体101上设置矩形砂子存放区121，砂子存放区121分割为多个平行的槽体，槽体靠近抛砂船2的侧壁底部开孔，开孔外连母船方管123、内连吸砂器122；抛砂船船体201的船尾边缘设有开口矩形槽202，甲板中部设有水平矩形浅槽203，水平矩形浅槽203内自船尾开始依次有抛砂船方管221、支撑梁222、打包机223、辊道传送带224和砂袋减速腔204；水平矩形浅槽203靠近船首一侧有砂袋减速腔204，砂袋减速腔204由一个上凸的弧面和锥面相贯而成，腔口由上至下渐收，下端口连接可伸缩水下通道239；砂袋减速腔204上方设有卷扬机安装槽205。砂子放在砂子存放区121内；砂子通过母船方管123和抛砂船方管221套接而成的可伸缩通道由吸砂器122提供运输动力从母船1被输送到抛砂船2上；母船方管123为水平直方管，固连在砂子存放区121的底部孔处，抛砂船方管221为两段互相垂直的方管，固定在支撑梁222上，依靠高度可调的支撑梁222可调节到与母船方管123高度相同；砂子从抛砂船方管221竖直段出砂口落入打包机223的漏斗槽内，通过打包机223被打包成砂袋，砂子被打包机223打包成袋落于下方的辊道传送带224上；辊道传送带224将砂袋输送至砂袋减速腔204；砂袋通过有多节阶梯管233组成的可伸缩水下通道239抛填到海底管道悬空处；可伸缩水下通道239连接于砂袋减速腔204的底端，砂袋经由砂袋减速腔204落入可伸缩水下通道239中。控制室241位于抛砂船2的高度配合台211上，控制室241内装有吸砂器122、打包机223、辊道传送带224、卷扬机231的控制结构。
施工方法为：
1）在港口将砂子装入母船1的砂子存放区121，将抛砂船2拖绑在母船1的船尾，通过母船1的动力将抛砂船2托运到施工处，即悬空管道附近上方水面。
2）通过图5所示的丝杠和滑动轴承将抛砂船2连接母船1侧缘，并调节至二者距离最短，母船方管123和抛砂船方管221也相应配合套接，完成母船1和抛砂船2的连接。调整位置，使母船1与管道平行，抛砂船2与管道垂直。
3）由控制室241中卷扬机231的控制结构放松钢丝绳232，可伸缩水下通道239在重力作用下下降，各节阶梯管233由图9所示的结构互相牵引伸长。调节卷扬机231控制结构，使钢丝绳232长度与可伸缩水下通道239总长相同，装置施工时，钢丝绳232为可伸缩水下通道239提供一定的拉力。
4）依次打开控制室241处辊道传送带224、打包机223和吸砂器122的开关，砂子存放区121内的砂子在吸砂器122的吸力作用下，通过母船方管123和抛砂船方管221落入打包机223，由打包机223打包成袋，打包好的砂袋由辊道传送带224运至砂袋减速腔204，减速滑入可伸缩水下通道239，顺着可伸缩水下通道239滑到海底管道悬空处。
5）通过不同施工方式达到施工区的全覆盖：母船1向前移动，带动抛砂船2横向向前移动，实现沿管道方向施工；母船1保持不动，调节两船连接丝杠，使抛砂船2做远离母船1或靠近母船1的运动，沿垂直于管道的方向施工；调节母船1与抛砂船2有一定距离并保持距离不变，母船1带动抛砂船一起向前移动，在管道另一侧沿管道方向施工；由于可伸缩水下通道239有一定的倾斜角度，可伸缩水下通道239可以伸至管道正下方进行施工。
6）施工完毕后，依次关闭控制室241处吸砂器122、打包机223和辊道传送带224的开关，结束砂袋输送。打开卷扬机231的开关，卷收钢丝绳232，可伸缩水下通道239在钢丝绳232的牵引下，各节阶梯管233由如图10所示的结构互相推动收缩至最短。
7）通过两船连接丝杠和滑动轴承将抛砂船2与母船1分离，并托运回港口。
权利要求1的技术方案相对于对比文件1的区别特征为：一、本申请采用吊桶式下放砂袋，辊道传送带将砂袋输送至抛砂船船首的砂袋投入腔内，落入吊桶；二、砂袋投入腔及吊桶的结构型式及其连接结构；三、吊桶的下放、倾倒及收回步骤。
对于区别特征一，由于吊桶是常见的垂直运送物料的装置，其广泛应用于海洋中水下浇筑混凝土、桩基施工中浇筑混凝土或井下提升碎石、泥浆或水等技术领域，采用吊桶式抛砂替换通道式抛砂是本领域技术人员的常规技术手段；
对于区别特征二，为了方便砂袋滑入吊桶，将砂袋投入腔设计成上部由倾斜的槽体和半个圆柱孔连接而成，下部为等径圆柱孔，上下部分弧面连接，下腔口正对吊桶的型式是本领域技术人员的常规设计；吊桶为圆柱壳桶，桶体上缘对称分布两个桶口吊耳，连有吊装钢丝绳，桶壁外侧底部有一个桶底吊耳，位于两个桶口吊耳连线的中垂面上，桶底吊耳连有倾倒钢丝绳，吊装钢丝绳和倾倒钢丝绳分别连接有一组电机和钢丝绳卷轴是吊桶的常规结构形式，为了减小吊桶下放入海水中受到的阻力，本领域技术人员容易想到在桶体和桶底设置轴对称开孔，因此本申请吊桶的结构型式是本领域技术人员为了使吊桶适应海洋环境以及水中作业的特点而进行的常规改进，不需花费创造性劳动；
对于区别特征三,通过电机、钢丝绳控制吊桶的下放、倾倒及收回是本领域的常规技术手段，权利要求1中具体限定了吊桶装满后，关闭各结构控制开关；打开控制室中吊装钢丝绳对应电机的下放开关，下放装满砂袋的吊桶，倾倒钢丝绳随动，待吊桶到达海底悬空处，关闭其下放开关；打开控制室中倾倒钢丝绳对应电机的起吊开关，牵引倾倒钢丝绳掀翻吊桶，将砂袋倾倒于管道悬空处，关闭其起吊开关；打开吊装钢丝绳对应电机的起吊开关，倾倒钢丝绳随动，将吊桶从海底拉回砂袋投入腔处，这些技术特征均是本领域常规的操作方法。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域常规技术手段得到权利要求1所要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
对于复审请求人在意见陈述书中提出的意见，合议组经审查认为：
（1）对比文件1公开了一种通道式海底悬空管道抛砂治理装置及施工方法，其解决的技术问题与本申请相同，都是解决现阶段砂袋法治理悬空管道时费时费力、无法精确控制水下着地点的技术问题，因此对比文件1与本申请面对的工程环境相同。只是将砂袋抛填到悬空处采用的方式不同，对比文件1采用通道法，而本申请采用吊桶法。由于吊桶是常见的垂直运送物料的装置，其被广泛应用于海洋中水下浇筑混凝土、桩基施工中浇筑混凝土或井下提升碎石、泥浆或水等技术领域。驳回决定中公知常识性证据《地下工程施工技术》证明吊桶是常见的垂直运输物料的装置，现有技术中专利文献CN104529314A、CN204454210U也可以作为吊桶是常见的水下垂直运输装置的例证，因此使用吊桶用于水下运输物料是本领域技术人员公知的技术常识，当海洋工程的水下作业中需要垂直运送砂袋时，本领域技术人员容易想到通过吊桶来运送。本申请中吊桶的结构型式及其连接结构是本领域技术人员在常规吊桶结构的基础上为适应水下工作环境而进行的常规调整，不需花费创造性劳动；而通过电机、钢丝绳控制吊桶的下放、倾倒及收回是本领域的常规技术手段，这些常规的操作方法不能使本申请具备创造性。
（2）对比文件1不仅公开了抛砂治理装置，还公开了其具体的施工方法，与本申请请求保护的施工方法实质相同。并且通道式和吊桶式抛砂方式具备相同的砂袋着地位置可控、着地冲击能可控、避免砂袋撞击管道、填充物适用范围广、工艺简单、便于回收的技术效果。
基于上述理由，合议组对复审请求人的观点不予支持。
基于上述理由和事实，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年9月28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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