发明创造名称：一种基于模块化布齿的PDC单牙轮钻头
外观设计名称：
决定号：189258
决定日：2019-09-05
委内编号：1F270096
优先权日：
申请（专利）号：201610497122.5
申请日：2016-06-30
复审请求人：西南石油大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：袁任远
合议组组长：李基沛
参审员：李娟
国际分类号：E21B10/50(2006.01)，E21B10/16(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的现有技术的对比文件相比存在多个区别技术特征，但该多个技术特征之间是互相关联的，需要其彼此间相互配合才能实现相应的技术效果，则不应将该多个区别技术特征彼此割裂开来，而应将其作为一个整体来考虑；如果该多个区别技术特征整体既未被其他对比文件公开，也不属于本领域的公知常识，并且现有技术也未给出将其结合到最接近的现有技术以解决其实际解决的技术问题的技术启示，同时该区别技术特征使得该权利要求请求保护的技术方案相对于上述现有技术而言取得了有益的技术效果，则该权利要求所要保护的技术方案具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610497122.5，名称为“一种基于模块化布齿的PDC单牙轮钻头”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为西南石油大学。本申请的申请日为2016年06月30日，公开日为2016年11月16日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月13日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请的权利要求1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1-25段（第1-3页），说明书附图图1-10（第1-2页），说明书摘要，摘要附图；2018年07月06日提交的权利要求第1项。
驳回决定中引用的对比文件为：
对比文件1，CN103541660A，公开日为2014年01月29日；
对比文件2，US2008/0149398A1，公开日为2008年06月26日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种基于模块化布齿的PDC单牙轮钻头，它包括牙爪(1)和牙轮(2)，所述牙轮(2)上等间距分布有齿带(3)和水槽(8)，所述齿带(3)上设有齿槽(9)，齿槽(9)端口形状为矩形、梯形、燕尾槽形，所述齿槽(9)内分别交错镶装一号弧形模块PDC齿带(5)、二号弧形模块PDC齿带(6)和三号弧形模块PDC齿带(7)，所述一号弧形模块PDC齿带(5)、二号弧形模块PDC齿带(6)和三号弧形模块PDC齿带(7)均是同心圆齿带，一号弧形模块PDC齿带(5)、二号弧形模块PDC齿带(6)和三号弧形模块PDC齿带(7)的外轮廓为等间距的圆形、椭圆形、锥形、波浪形，弧形模块齿带的轮廓外径与单牙轮钻头外径相同，弧形模块齿带的内径与齿槽(9)的外径相同，所述牙爪(1)上交错分布有孕镶PDC齿(4)，所述一号弧形模块PDC齿带(5)、二号弧形模块PDC齿带(6)和三号弧形模块PDC齿带(7)由聚晶金刚石层(10)和硬质合金基体(11)构成。”
驳回决定指出：独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征是：（1）布齿为模块化布齿，齿带上设有齿槽，齿槽内分别交错镶装一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带，一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带均是同心圆齿带，弧形模块齿带的轮廓外径与单牙轮钻头外径相同，弧形模块齿带的内径与齿槽的外径相同；（2）齿带为等间距分布；牙爪上的PDC齿为交错分布的孕镶PDC齿；（3）一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带的外轮廓为等间距的圆形、椭圆形、锥形、波浪形；（4）齿槽端口形状为矩形、梯形、燕尾槽形；（5）一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带由聚晶金刚石层和硬质合金基体构成。但是，对比文件2给出了在PDC钻头中进行模块化布齿以及基体是硬质合金基体的技术启示，其他区别技术特征均为本领域的常规设置。由此可知，权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和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。针对申请人的意见陈述，进一步指出对比文件2中已经公开了弧形模块PDC齿带，认为权利要求1并没有对“弧形模块PDC齿带”的具体成型方式、形状特征进行限定，因此无法得到申请人声称的本申请的弧形模块PDC齿带与对比文件2不同的结论，而对比文件2已经公开了将齿带与钻头本体固定，镶装方式是钻头切削齿常规的安装方式，因此，本申请中利用镶装将齿带安装于钻头本体的齿槽中是本领域的常规设置，并不具备预料不到的技术效果。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月29日向专利复审委员会提出了复审请求，没有修改权利要求书。复审请求人认为：对比文件1是轴颈轴线与钻头轴线存在偏移，使得切削齿与岩石接触时间缩短，减小磨损，利于散热，使得牙轮与井底岩石非接触区域增大，钻井液充分冲洗切削齿，与本申请解决的问题不同，且对比文件1-2均是单独布齿，对比文件2切削齿并非设置于齿槽中的齿带结构，TSP齿固定处覆盖了一部分是防止切削齿齿面受到较大冲击发生断裂，并未将切削齿加工成齿带，没有公开模块化布齿，并且本申请获得了组成磨削性能优良的钻头，且更易于PDC齿的布置和装配，加工更加方便。对比文件1和2也未给出相关技术启示；同时上述区别技术特征属于复审请求人的创新，并不是本领域的公知常识。因此，本申请权利要求1相对于对比文件1、对比文件2和本领域公知常识的结合具备创造性。
经形式审查合格，专利复审委员会于2019年01月10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：（1）对比文件1作为最接近的现有技术，其证明了单牙轮钻头的基本结构，包括钻头体、牙轮和固定切削结构等，本申请目前的权利要求并未请求保护轴颈轴线是否存在偏移的特征，因此，对比文件1公开的轴线偏移特征并不影响其作为最接近的现有技术；基于对比文件1公开的上述单牙轮钻头基本结构特征，为了提高钻头的切削性能，本领域技术人员有动机解决单牙轮钻头的布齿方式的技术问题；（2）对比文件2说明书第67段明确公开了齿780可以为TSP也可以为polycrystalline diamond（即PDC），并且如图7c所示，切削齿780设置于基体764上，固定处774覆盖切削齿780的一部分从而阻止切削齿掉落，切削齿780可以为金刚石（切削齿780和基体764以及固定处774共同构成弧形模块PDC齿带，“弧形”由图7c公开），即对比文件2公开了切削齿为齿带的特征，至于布齿过程，本申请目前权利要求1只概括为“齿槽(9)内分别交错镶装一号弧形模块PDC齿带(5)、二号弧形模块PDC齿带(6)和三号弧形模块PDC齿带(7)”，金刚石齿的布齿方式通常为表镶和孕镶，均为镶装在齿槽中的方式，因此这种方式为常规安装方式。因而坚持原驳回决定。
随后，专利复审委员会依法成立合议组对本案进行审理。
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
在复审程序中，复审请求人没有对申请文件作出修改。本复审请求审查决定所针对的文本为：申请日提交的说明书第1-25段（第1-3页），说明书附图图1-10（第1-2页），说明书摘要，摘要附图；2018年07月06日提交的权利要求第1项。
2、关于专利法第22条第3款
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，该实用新型具有实质性特点和进步。
具体到本案，权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1要求保护一种基于模块化布齿轮的PDC单牙轮钻头，对比文件1公开了一种复合式偏心单牙轮钻头，并且切削齿均优选为PDC齿，因此，对比文件1实质上是公开了一种PDC单牙轮钻头，并具体公开了如下技术特征（参见说明书0055-0065段，图1-10）：包括钻头体1（相当于本申请的牙爪）和牙轮2，牙轮2上布置有牙轮切削齿5，钻头体1上设置有切削齿7，优选，牙轮2上的牙轮切削齿5、钻头体1上的切削齿7为PDC齿（即牙爪上分布有PDC齿），由图1可以确定牙轮上分布有齿带。可见，权利要求1与对比文件1相比，区别技术特征在于：牙轮上等间距分布有齿带和水槽；布齿为模块化布齿，齿带上设有齿槽，齿槽端口形状为矩形、梯形、燕尾槽形；齿槽内分别交错镶装一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带，一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带均是同心圆齿带，一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带的外轮廓为等间距的圆形、椭圆形、锥形、波浪形；一号弧形模块PDC齿带、二号弧形模块PDC齿带和三号弧形模块PDC齿带由聚晶金刚石层和硬质合金基体构成；弧形模块齿带的轮廓外径与单牙轮钻头外径相同，弧形模块齿带的内径与齿槽的外径相同；牙爪上的PDC齿为交错分布的孕镶PDC齿。基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题是：提升牙轮布齿效率、规径功能，提高牙齿的耐磨性能和钻头的机械钻速、消除切削死点。
对比文件2公开了一种新型钻头及其切削结构，并具体公开了如下技术特征（参见说明书0041-0082段，图1-11）：如图7c所示，钻头体760上设置多个刀翼支撑体764，TSP切削齿780设置于支撑体764上，支撑体764上的保持部774覆盖TSP切削齿780的一部分从而阻止TSP切削齿780掉落，TSP切削齿780可以为金刚石；结合图9所示，将剪切元件放入模具中，选用基体粉末填充模具，形成剪切结构，所述剪切元件是TSP切削齿780、PDC齿770，TSP切削齿780、PDC齿770为单个的切削齿，镶装在支撑体764上。
驳回决定和前置审查意见认为：对比文件2中已经公开了弧形模块PDC齿带，认为权利要求1并没有对“弧形模块PDC齿带”的具体成型方式、形状特征进行限定且没有限定布齿过程，其他区别技术特征均为常规手段和常规设置。
对此，合议组认为：1）权利要求1技术方案整体上明确限定出了本申请的“弧形齿带”结构特征以及齿带的装配方式，从“牙轮上的齿带设有齿槽，齿槽内分别交错镶装一号、二号、三号弧形模块PDC齿带”、“一号、二号、三号弧形模块PDC齿带外轮廓为等间距圆形、椭圆形、锥形、波浪形”、“一号、二号、三号弧形模块PDC齿带均是同心圆齿带”等结构特征整体上来理解，首先可以确定一号、二号、三号弧形模块PDC齿带是带状，其要与齿槽来配合镶装，并且一号、二号、三号弧形模块PDC齿带为同心圆齿带，可以确定齿带结构为具有一定弧长的弧形结构特征；其次，一号、二号、三号弧形模块PDC齿带外轮廓等间距圆形等形式，表明弧形齿带外轮廓表面形成有多个等间距的呈圆形等形式的齿表面，也即构成了多个凸起的齿表面整体形成在弧形齿带上，这样就形成了模块化弧形齿带，其包含了多个具有相当于单个齿功能的凸起齿表面，将模块化的弧形齿带整体镶装在齿槽中，因此，从权利要求1整体记载的内容可以确定，其清楚、完整地表述了和概括了本申请的“弧形模块齿带”结构特征以及齿带的装配方式；2）对比文件2公开的TSP齿780存在一部分被支撑体764覆盖，其一方面是为了固定TSP齿，一方面防止TSP齿发生冲击断裂，从对比文件2整篇记载内容来看，TSP齿和PDC齿均没有形成一个模块化的结构来进行整体装配，其都是单个的齿进行镶装，且从附图7C可知，对比文件2的支撑体是钻头体760的一部分，支撑体与钻头体之间不存在齿槽等结构，因而，对比文件2的支撑体不能对应本申请的一号、二号、三号弧形模块PDC齿带；本申请一号、二号、三号弧形模块PDC齿带是有一定长度的弧形带状结构，其表面形成有多个相当于单个齿功能的等间距圆形等形状的凸起齿表面，对比文件2的TSP齿和PDC齿并没有形成整体模块后再进行镶装，所述TSP齿和PDC齿不具有多个齿功能；因此，对比文件2没有公开本申请的弧形模块化布齿结构和布齿过程。
综上所述，上述区别技术特征从整体上来看，没有被对比文件1、2公开，同时，也没有证据表明其是本领域的公知常识，且上述区别技术特征为本申请带来了有益的技术效果，提高了布齿效率和稳定性，增强了切削抗磨性能。
因此，本申请权利要求1的技术方案相对于对比文件1、2和所属技术领域公知常识的结合具备突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由,本案合议组依法作出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11 月13 日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审请求审查决定所针对的申请文件的基础上对本申请继续进行审查。
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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