发明创造名称：采油用覆膜石英砂压裂支撑剂
外观设计名称：
决定号：17328
决定日：2011-09-23
委内编号：4W100899
优先权日：
申请（专利）号：200410001002.9
申请日：2004-01-16
复审请求人：
无效请求人：张伟民
授权公告日：2007-08-01
审定公告日：
专利权人：北京仁创制造技术研究院
主审员：
合议组组长：侯秋霞
参审员：沈钱
国际分类号：C08G8/38，C08K9/04，C09K8/02，E21B43/267，C09C3/10
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第2款，第26条第3款
决定要点：如果要求保护的技术方案相对于最接近的现有技术存在区别特征，同时现有技术中没有给出将上述区别特征应用到该最接近现有技术以解决其存在的技术问题的启示，并且要求保护的技术方案能够产生有益的技术效果，则认为该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。
全文：
一、案由
本无效宣告请求案涉及国家知识产权局于2007年8月1日公告授予的、名称为“采油用覆膜石英砂压裂支撑剂”的第200410001002.9号发明专利权（下称本专利），其申请日为2004年1月16日，专利权人为北京仁创制造技术研究院。本专利授权公告时的权利要求书如下：
“1、一种采油用压裂支撑剂，其特征在于，该支撑剂包括石英砂颗粒及包覆在石英砂颗粒表面固化的树脂膜，所述树脂膜包括树脂和增塑剂，所述增塑剂与树脂的重量比为1-30∶100。
2、根据权利要求1所述的采油用压裂支撑剂，其特征在于，形成所述树脂膜的树脂与石英砂的重量比为0.1-15∶100。
3、根据权利要求2所述的采油用压裂支撑剂，其特征在于，所述树脂与石英砂的重量比为2-10∶100。
4、根据权利要求1-3之一所述的采油用压裂支撑剂，其特征在于，所述的石英砂为粒径0.225-1.25mm的水洗石英砂或酸洗石英砂。
5、一种制造权利要求2所述采油用压裂支撑剂的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
(1)将石英砂加热至100-240℃；
(2)先向加热的石英砂中加入树脂，并搅拌均匀，使树脂在石英砂颗粒表面覆膜，加入增塑剂并搅拌均匀，然后再加入固化剂并搅拌均匀，使包覆在石英砂颗粒表面的树脂开始固化，树脂与石英砂的重量比为0.1-15∶100；
(3)在石英砂--树脂混合料出现结块成团现象前加入润滑剂并搅拌均匀；
(4)冷却、破碎、筛分上述石英砂-树脂混合物，得到最终产品。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括先将石英砂加热至150-300℃，然后使其温度降至100-240℃的步骤。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的增塑剂为邻苯型二甲酸酯、脂肪族二甲酸酯、磷酸酯或它们的混合物，其与树脂的重量比为1-30∶100。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述增塑剂与树脂的重量比为10-20∶100。
9、根据权利要求5-8之一所述的方法，其特征在于，在所述加入固化剂或树脂的步骤之前还包括加入硅烷偶联剂并搅拌均匀的步骤，其与树脂的重量比为0.1-10∶100。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述偶联剂与树脂的重量比为0.5-5∶100。
11、根据权利要求5-8之一所述的方法，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸钙或硬脂酸锌，其与树脂的重量比为0.1-10∶100。
12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述润滑剂与树脂的重量比为2-5∶100。
13、根据权利要求5-8之一所述的方法，其特征在于，所述的树脂为(1)酚醛树脂、(2)环氧树脂、(3)不饱和聚酯树脂或(4)乙烯基树脂，它们所对应的固化剂分别为(1)多聚甲醛或六次甲基四胺、(2)脂肪族胺及其加成物、叔胺及其盐、芳香族胺及其改性体、咪唑、高分子预聚体、(3)过氧化酰类、过氧化酯、(4)过氧化酰类、过氧化酯，固化剂与树脂的重量比为0.5-30∶100。”
2011年5月3日，张伟民（下称请求人）向专利复审委员会提出了无效宣告请求，其理由是本申请不符合专利法第5条第1款，第22条第1款、第3款以及第26条第3款的规定，请求宣告本专利无效，同时提交了如下证据：
证据1：左涟漪、马久岸，“新型树脂涂层支撑剂”，《石油钻采工艺》，1994年（第16卷）第3期，第77-83、109页，复印件8页；
证据2：《环氧树脂应用原理与技术》，孙曼灵主编，机械工业出版社，2002年9月第1版第1次印刷，封面、出版信息页、第124、266-268页，复印件6页；
证据3-1：美国专利US 4585064，公开日为1986年4月29日，复印件6页，中文译文2页；
证据3-2：美国专利US 3935339，公开日为1976年1月27日，复印件6页，中文译文1页；
证据3-3：美国专利US 5597784，公开日为1997年1月28日，美国专利US 5422183，公开日为1995年6月6日，美国专利US 4888240，公开日为1989年12月19日，美国专利US 4717594，公开日为1988年1月5日，复印件共22页，中文译文共1页；
证据4：其乐木格、汪佩兰等，“过氧化苯甲酰的安全性研究”，《化学通报》，2004年第1期，第67-70页，复印件4页；
证据5：中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5108-2006，“压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法”，国家发展和改革委员会，2006年7月10日发布，复印件23页；
证据6：美国专利US 4439489，公开日为1984年3月27日，复印件5页，中文译文2页；
证据7：盖有“中国石油勘探开发研究院廊坊分院压裂酸化技术服务中心支撑剂评价实验室检测专用章”的第ZCJ/J2005-112号、第ZCJ/J2005-110号检测报告，委托人为北京仁创日升石油开采技术有限公司，报告日期为2005年6月15日，复印件共10页。
请求人认为：
（1）在油气井中，树脂覆膜石英砂要代替陶粒支撑剂，使用的条件为：地层压力在50MPa以上，温度在60℃以上，深井温度和注气井温度有时高达200℃以上。权利要求1所述树脂膜包括树脂和增塑剂。树脂覆膜石英砂不能使用增塑剂的理由：第一，树脂覆膜石英砂中添加增塑剂降低树脂膜的热变性温度。如100份的环氧树脂YD-128同10％的三乙烯四胺反应固化后，树脂的热变形温度为55℃（参见证据2第124页），按本专利再加占树脂重量20％的增塑剂，树脂膜的玻璃化温度肯定小于50℃，不能满足地层使用温度。第二，添加增塑剂降低了树脂膜的耐水性，树脂覆膜石英砂在油气井中处于高压流动的热油水环境中，树脂膜的厚度不到8微米，小分子量的增塑剂在60℃以上的流动的热油水中容易迁移抽出（参见证据2第266-268页），致使树脂膜的耐水性进一步下降，树脂膜的抗压能力下降，起不到分散应力作用。总之，树脂膜中添加增塑剂，对降低常温破碎率有好处，但本专利并没有写出对比数据，对于使用的地质环境，不但影响树脂膜的热变形温度和耐水性，而且最终造成影响支撑剂的导流能力。说明本专利使用的这种低分子增塑剂没有实用性，也没有创新性。
（2）国外专利己经报道覆膜石英砂所用树脂有环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂（参见证据3-1、3-2、3-3），本专利所列不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂不能使用，原因在于不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂同空气接触，固化不完全，力学性能差；特别是按本专利的工艺加入固化剂，容易引起着火和爆炸，特别危险。在车间覆膜石英砂生产过程中，混砂机强烈搅拌高温石英砂摩擦产生火花、环氧树脂固化剂中含有少量易挥发和易燃物质造成混砂机和烟道着火燃烧。如果换成不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂，苯乙烯含量高、易挥发，往200多度的高温热砂中加有机过氧化物，着火爆炸的危险很大（参见证据4，比如不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂热引发通常使用过氧化苯甲酰为引发剂的安全特性），这些问题说明不能使用不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂，以上事实说明本专利使用树脂只能用酚醛树脂和环氧树脂，同国外专利没有差别，没有新颖性。
（3）本专利的目的是覆膜石英砂代替陶粒，对于20／40的低密陶粒，按行标SY／T5108-2006的标准，52MPa的破碎率小于9％（参见证据5），实例1和实例2即使按合适的六次甲基四胺用量所得支撑剂，52MPa破碎率大于15％以上，不符合行标的要求。
（4）本专利的13个实例没有一个能被所述技术领域人员验证，（1）混砂机的特性或生产厂家没有介绍；（2）对所用酚醛树脂和环氧树脂基本参数或树脂牌号没有介绍，酚醛树脂和环氧树脂种类繁多，性能差别很大；（3）固化剂的用量没有确定，六次甲基四胺用量直接影响酚醛树脂固化的力学性能，环氧树脂的固化剂种类繁多，性能差别很大，用量直接影响树脂的固化后的力学性能；（4）混砂过程没有工艺性，如搅拌多长时间算搅拌均匀，反应多长时间可以加其它原料。具体说，在实例1-10中，树脂有用量，但固化剂没有用量；实例11中，环氧树脂没有固化剂；实例12中，固化剂为芳香胺，范围太笼统，如苯胺为芳香胺，双官能团的环氧树脂就不能固化形成网状结构；实例13中，固化剂为芳叔胺，如二甲基苯胺、二甲基对甲苯胺等，在本专利条件下根本不能固化环氧树脂。本专利的实例同美国专利4439489（参见证据6）对比，美国专利详细介绍所用的酚醛树脂，用量范围，固化剂六次甲基四胺的用量，如在实例1中，该专利对所用树脂、固化剂、润滑剂和使用设备描述详尽，工艺很清楚，使用的石英砂都有详细的说明，完全可以验证。
（5）本专利表2中导流数据完全错误，根本达不到那么高，同陶粒覆膜后的导流能力一样高，事实上覆膜石英砂的导流能力比中密陶粒的低，本专利覆膜石英砂的导流数据（参见证据7），同表2相差甚远。
（6）此外，如果用不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂直接按本专利所述的内容在大型混砂机上试验，可能会发生爆炸，造成人员伤亡。
经形式审查合格，专利复审委员会于2011年5月26日受理了上述无效宣告请求并将无效宣告请求书及证据副本转给了专利权人，同时成立合议组对本案进行审查。
专利权人针对上述无效宣告请求于2011年7月6日提交了意见陈述书，并认为：
（1）关于创造性，请求人仅在无效请求书中泛泛地指出树脂膜中添加增塑剂没有创造性，并没有结合所提交的证据给出任何有说服力的理由；其次，即使将请求人提交的所有证据任意组合，均不能得出本专利权利要求1-13的技术方案，本专利符合专利法第22条第3款的规定。
（2）关于实用性，请求人给出的不能使用增塑剂的理由都是理论推测，并没有给出有说服力的实验证据；其次，实用性与专利要求保护的产品是否实际制造或使用并没有必然的联系；最后，本专利要解决的技术问题是提高抗破碎率，而并没有要求支撑剂在提高抗破碎率的同时还需要支撑剂的其它物理化学性质保持不便，本专利的支撑剂完全符合实用性规定中所要求的“积极效果”，并且该支撑剂也能够在产业上制造或使用。
（3）关于专利法第5条第1款，首先需要指出的是，是否存在可能着火或爆炸的危险与违反法律、社会公德或者妨害公共利益没有必然的关系；其次，本专利中虽然使用了不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂，但正如请求人指出的那样，不饱和聚酯树脂和乙烯基树脂只是在一定条件下才存在爆炸的危险，并不是在任何条件下都会发生爆炸，本领域的技术人员能够得知其应该在何种环境下进行操作。
（4）关于专利法第26条第3款，本专利所要解决的技术问题在于，通过在树脂膜中添加增塑剂来提高覆膜石英砂采油用压裂支撑剂的抗破碎率。本专利说明书中已经详细而具体地公开了可用的增塑剂的种类和添加量范围（说明书第4页第2段，实施例6-13），并且说明书第7页表1和表2的数据证明了在树脂膜中添加增塑剂后，覆膜石英砂的抗破碎能力明显提高，证明本专利能够解决其技术问题。至于制备支撑剂的其他组成要素及工艺条件，均可以采用本领域技术人员公知的内容进行，例如，选择具体厂家的何种型号的树脂，以及固化剂的具体种类和／或用量，都是本领域的常规选择。至于请求人有关本专利说明书表2中数据存在错误的问题，请求人并没有提供有说服力的证据，证据7中测试的数据只是简单地说明对覆膜石英砂进行了检测，并且没有具体记载是何种覆膜石英砂，这样的数据并不是针对本专利的覆膜石英砂进行的，因此，该数据与本专利表2中的数据没有可比性，并不能够证明本专利表2中的数据存在错误。
专利复审委员会本案合议组于2011年7月26日向双方当事人发出了口头审理通知书，定于2011年9月9日举行口头审理，并将专利权人于2011年7月6日提交的意见陈述的副本转送给请求人。
2011年9月9日，口头审理如期举行，双方当事人委托的代理人以及请求人出席了本次口头审理。在口头审理过程中，合议组就本案的无效理由及证据逐一进行了调查，双方当事人充分陈述了各自的意见，在此基础上，合议组记录了以下事实：
（1）请求人主张其全部无效理由是：权利要求1-13相对于证据1或证据6或证据3或证据1、6、3的结合不具备创造性，不符合专利法第22条第3款的规定，其中证据3只使用证据3-1和3-2，不使用证据3-3；权利要求1-13得不到说明书的支持，不符合专利法第26条第4款的规定；本专利的说明书公开不充分，不符合专利法第26条第3款的规定，所针对的权利要求为权利要求5-13。
专利权人认为：权利要求1-13不符合专利法第26条第4款规定的无效理由属于新增加的无效理由；且创造性的无效理由在原请求书中只提到了权利要求1、7相对于证据2，以及权利要求13相对于证据3-1或3-2不具有创造性，对其他创造性的理由不认可。
合议组当庭告知双方当事人：本次口头审理的无效理由范围是，权利要求13相对于证据3-1或3-2不具有创造性，以及说明书不符合专利法第26条第3款规定的无效理由。
（2）专利权人对证据3-1、3-2、3-3的真实性、公开性以及中文译文的准确性没有异议；请求人当庭出示了证据7的原件，专利权人认可证据7的原件与复印件相一致，但是对其内容真实性以及与本案的关联性不认可。
（3）请求人当庭放弃使用证据1、2、3-3、4、5、6。此外，请求人当庭还提交了3份公知常识性证据：《胶粘剂技术与应用手册》，北京粘接学会编译，宇航出版社，封面页、出版信息页、第361页，复印件3页；《实用胶粘剂配方手册》，翟海潮、李印柏等编著，化学工业出版社，封面页、出版信息页、第8页，复印件3页；《合成胶粘剂》，杨玉
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