海域水合物开采环境立体化监测系统申报书.docx
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1、中国专利奖申报书(发明/实用新型)专 利 号: ZL201710181354.4 专利名称: 海域水合物开采环境立体化监测系统 申报单位: 青岛海洋地质研究所 推荐单位: 自然资源部 二一九年 四 月 二十九 日国家知识产权局制一、申一、申报项报项目基本信息目基本信息专利号专利号ZL201710181354.4专利名称专利名称海域水合物开采环境立体化监测系统专利权人专利权人青岛海洋地质研究所 发明人发明人孙治雷;刘莉萍;郭磊;董爱国;孙致学;张现荣;张喜林;王利波;耿威IPC 主分类号主分类号1G01D 21/02通讯地址通讯地址/邮编邮编中国山东省青岛市市南区福州南路 62 号/266071
2、联系人联系人 1孙治雷手机手机15020022962办公电话办公电话0532-85720106电子邮箱电子邮箱联系人联系人 2杨金玉手机手机13176390050办公电话办公电话0532-85755821电子邮箱电子邮箱推荐单位推荐单位自然资源部1 IPC 主分类号可通过国家知识产权局网站查询。二、二、专专利利质质量量评评价材料价材料评价评价“ “三性三性” ”和和“ “文本质量文本质量”,说明参评专利质量的优秀程度,说明参评专利质量的优秀程度(1)新颖性和创造性新颖性和创造性:专利法第二十二条规定:授予专利权的发明或者实用新型,应当具备新颖性、创造性和实用性。本参评专利申请日前,相关的技术有
3、以下几个对比技术文献:对比文件 1 专利号为 CN201410191355 的专利公布了一种海洋天然气水合物单井降压开采系统及方法;对比文件 2 公开(公告)号为 102337895A 的专利公布了一种开采海域天然气水合物的方法与装置;对比文件 3 授权公告号为 CN205352377 的专利公布了一种海底地形变化监测系统,监测装置主要检测海底地形在天然气水合物开采过程中下沉和倾斜两种变化;对比文件 4 公开号为 CN 105627980 A 的专利公布了一种海洋天然气水合物开采地层变形实时监测装置,其工作原理与对比文件 3相同;对比文件 5 文献号为 JP2004028824 的文献公布了一
4、种地壳变动监视装置,针对甲烷水合物的井喷预知;对比文件 6 文献号为 US 20110029273 的专利公布了一种CO2/CH4水合物改造与置换监测的方法与仪器,涉及井下流体流动的测量,与本发明的技术方案不同。本参评专利公布的海域水合物开采环境立体化监测系统,包括钻井平台、内核心监测圈、外核心监测圈以及圈外巡航监测区;其中,内圈之内主要是围绕钻采区中心布设的监测井、坐底式海底工作站、地形形变监测仪以及土力学性质原位长期观测仪;外圈主要布放锚系工作站。在核心监测圈之外,主要布放接驳平台;立面上,主要由深入海底内部的环境监测井、海床基坐底工作站、锚系工作站以及AUV;布设大气取样及现场监测仪。以
5、上对比文件现有技术均没有公开本参评专利权利要求 1 包括的环境监测副井、外核心监测圈、圈外巡航监测区技术特征,因此相对于以上对比专利,本参评专利具备新颖性。对比专利与本参评专利权利要求相比,本参评专利的区别技术特征为钻井平台、环境监测副井、外核心监测圈、锚系潜标工作站、圈外巡航监测区,所要解决的技术问题是在海域水合物开采中实现从储层到海表的一整套环境立体化监测,对储层、沉积物、水体和大气进行多介质全覆盖实时、长期监测,且区别技术特征不属于本领域技术人员的公知常识,也未见其他文件中有该技术措施的技术启示,因此本参评专利权利要求 1 相对于对比文件和本领域公知常识是非显而易见的,因而具有突出的实质
6、性特点,而且本参评专利的技术方案相对于对比文件具有显著的有益效果,因此本参评专利权利要求 1 具有显著的进步。综上所述,本专利权利要求 1 相对于对比文件和本领域公知常识具备创造性。其从属权利要求是对独立权利要求的进一步限定,因而从属权利要求也具备新颖性和创造性。最接近的现有技术对比文件未对参评专利的新颖性和创造性构成实质性影响。(2)实用性实用性:本参评专利发明人已根据专利技术方案实现了此系统的中试。具体来说,通过2017 和 2018 年张謇号两个航次的关键节点原位实验测试来看,在两次累计持续 50余天的海底工作时期内,投放到水合物自然泄漏区的装置各项测试指标良好;同时,成功开展了 ROV
7、 和 AUV 的动态巡逻式海底与甲烷泄漏有关参数采集工作;此外,又进行了室内模拟作业,整个系统运转正常。总体来看,该系统综合了当前海洋监测的最新技术手段,予以科学配置,瞄准水合物产业化开采过程中最关键的环境参数指标系统,是当前监测天然气水合物开发环境变化最迫切的技术需求。该技术已与泰和海洋科技集团达成技术许可合作意向,为后期天然气水合物产业化开采提供资源获取与环境友好保障。具有积极的效果。(三)文本质量(三)文本质量:1.说明书已清楚、完整地公开发明的内容,并使所属技术领域的技术人员能够理解和实施。参评专利说明书从现有技术出发,说明书【段 516】详细描述了解决此技术问题所采用的技术方案,【段
8、 1719】对照现有技术写明了本发明的有益效果,所述的技术问题、技术方案和有益效果相互适应和关联;说明书使用海底天然气水合物资源勘探和开采领域的技术术语,没有含糊不清或者模棱两可。因此说明书主题明确、表达准确,满足了对说明书的内容应当清楚的要求。本参评专利说明书中包括了技术领域【段 1】、背景技术【段 24】、说明书附图、附图说明【段 2023】等不可缺少的内容;介绍了发明所要解决的技术问题【段 5】,解决技术问题采用的技术方案【段 516】和有益效果【段 18】;说明书还包括能够实现本发明的具体实施方式部分【段 2432】。因此本参评专利说明书中包括了有关理解、实现发明所需的全部技术内容,满
9、足了对说明书完整的要求。说明书清楚地记载了发明的技术方案,详细地描述了实现发明的具体实施方式,完整地公开了对于理解和实现发明必不可少的技术内容,达到了本领域的技术人员能够实现该发明的程度。清楚完整的公开了本参评发明的内容,并且其技术领域的技术人员能够充分理解和实施。2.权利要求书清楚、简要。权利要求 110 的主题名称清楚地表明了该权利要求的类型是产品权利要求,且权利要求的主题名称与权利要求的技术内容相适应;本参评专利每项权利要求所确定的保护范围也是清楚的,权利要求中没有使用含义不确定的用语,如 “厚”、“薄”等含义不确定的用语,没有导致保护范围不清楚的情况。本参评专利所有权利要求作为一个整体
10、是清楚的,包含 1 个独立权利要求、9 个从属权利要求,权利要求之间的引用关系都是清楚的。3.权利要求以说明书为依据,保护范围合理。对于权利要求 1 要求保护的技术方案,本领域的技术人员能够从说明书【段67、段 25】充分公开的内容中得到,;对于权利要求 2 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 8、段 25】公开的内容中得到;对于权利要求 3 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 9、段 26】公开的内容中得到;对于权利要求 4 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 10、段 25】充分公开的内容中得到;对于权利要求 5 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 11、段 25】公开的内容中得到
11、;对于权利要求6 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 12、段 25、段 27】公开的内容中得到;对于权利要求 7 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 13、段 27】充分公开的内容中得到;对于权利要求 8 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 14、段 30】充分公开的内容中得到;对于权利要求 9 要求保护的技术方案,能够从说明书【段15、段 30】充分公开的内容中得到;对于权利要求 10 要求保护的技术方案,能够从说明书【段 16、段 30】公开的内容中得到。并且以上权利要求 1-10,均没有超出说明书公开的范围;因此,权利要求书符合专利法对权利要求以说明书为依据,保护范围合理的要求。
12、以上材料不超过 2500 字。三、技三、技术术先先进进性性评评价材料价材料(1)技术原创性及重要性:技术原创性及重要性:本专利公开了一种海域水合物开采环境立体化监测系统,属于基础型专利。天然气水合物是由天然气分子和水分子结合在一起形成的固态冰状物质,当前已经被认为是一种具有极大潜力的新型能源。根据现有的调查,天然气水合物中储存着世界上绝大多数甲烷和大约三分之一的有机碳。天然气水合物主要分布在海洋沉积物和极地冻土带中,它的能源效率极高,常压下 1 m3的固体水合物可以释放出0.8 m3的水和约 164172 m3的天然气,其中最主要的成分是可以燃烧的甲烷,因此也经常被称为“甲烷水合物”。实现海域
13、水合物的产业化开采已经成为我国当前在能源领域的战略部署。由于 99%的水合物资源储存于海域环境中,在勘探和开发过程中,不可避免地会造成海底甲烷泄漏、海床位移和沉陷、生物群落受损、水体污染、海底滑坡甚至灾变性气候波动等风险。因此,在天然气水合物开采过程中,又必须建立一整套完善的环境保护、评价、预测体系,以达到“绿色、安全、经济、科学”地利用这种资源。我国在 2017 年 3 月 28 日,我国在南海北部神狐海域开展了天然气水合物试开采工作,测试期间最高产量达 3.5 m3,甲烷含量最高达 99.5%,创造了产气时长和总量的世界纪录,取得了历史性的突破。虽然在井场周围不同距离通过投放海底工作站进行
14、监测,并未监测明显的甲烷异常和环境污染,但对于本次试采的环境评价仍存在很大的不确定性。一是试开采期间未形成全面、系统的监测体系,缺乏对井场土体稳定性、储层温度压力等关键指标的有效监测,二是海底工作站的投放过于随机,大多数远离钻井中心数公里以上,海水对于甲烷的消耗和缓冲大大降低了甲烷含量异常信号的强度,使之难以被探测到;三是仅依赖固定的海床基海底工作站,没有充分考虑对井场生物生态的动态和可视化监测。因此,在即将到来的天然气水合物产业化生产活动中,井场环境监测问题已经成为一项迫在眉睫的任务提到科学家的议事日程上来。通过专利权人主导的环境效应评价工作近几年的具体实施,加上对于我国南海试开采环境监测的
15、实践以及国外同行先进技术和理念的消化吸收,提出了一整套面向域水合物开采过程中环境监测的一体化系统,该系统全面考虑了水合物开采过程中可能引发的水体污染、生物损害和地质灾害的等各方面因素,从海床、水体、井筒等各个位置科学合理地布设监测单元,力求获得水合物开采过程中的环境效应的科学数据体系,做到全面有效地评价水合物开采活动的环境效应,提前预警潜在的环境灾害,为产业化开采水合物提供环境方面的科学评价体系。当前进行水合物勘探和开发的国家除了中国外,还有美、日、韩国家,也发展了针对海域水合物开采的环境监测技术方法和仪器装备研究,但主要还是集中在平面、单一参数环境监测方面。因此本参评专利技术解决了本领域海域
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