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關鍵詞:反滲透膜;膜清洗;技術
中圖分類號:C35 文獻標識碼: A
引言
隨著運行周期加長以及高濃度含鹽海水的沖刷,海水反滲透膜表面會逐漸結垢、污堵,此時膜端壓差升高、產水流量下降、產水含鹽量逐漸升高。為了反滲透系統安全運行和恢復反滲透膜脫鹽性能,需要進行清洗。最大限度地恢復被污染膜的性能,使反滲透系統能持久、安全、穩定、經濟地運行。
一、反滲透工作原理
在滲透過程中,鹽水一側液面升高會形成壓差,這個壓差能有效抑止淡水像鹽溶液滲透。最終,當濃水側液面高出淡水水面一定距離后,其滲透傾向可以通過其產生的壓力抵消時,就能有效抑制濃水側液面上升。在此條件下,通過半透膜進入濃溶液的水的量基本相當于由此離開的濃溶液的水量,這就維持了一個平衡的狀態,鹽水和淡水之間的液面差H就是二者的滲透壓差。若將淡水改換成純水,這個滲透壓差就相當于鹽水的滲透壓。
由此可見,只需在濃水側外施加一個高于滲透壓的壓力就可以阻止純水向鹽水滲透,從而使鹽水向純水反向滲透。
二、反滲透膜污染原因分析
(一)反滲透運行參數變化狀況
污染性質和污染速度取決于各種因素,如給水水質和系統回收率。隨著運行時間的延長,污染是漸進發展的,如不盡早控制,污染將會在相對較短的時間損壞膜元件,同時反滲透系統產水量逐漸達不到額定產水量。為保證鍋爐正常運行,必須盡可能提高額定出力運行,一段進水壓力不斷提高。通過查閱化水車間RO運行記錄,可了解主要運行參數變化情況。
(二)反滲透污染物分析
1.無機鹽垢的確定
原水中含有的溶質決定成鹽的種類。通過了解原水中各類結垢性離子質量濃度,就能確定DE系統二段結垢的主要成分。取水源水水樣進行水質分析,數據見表1.
表1水源水質分析數據mg/L
按照回收率75%計算,表1中的各種離子均4倍濃縮后,通過濃差極化作用會導致碳酸鹽垢及硫酸鹽垢生成。因此,確定RO系統污染物主要以碳酸鹽垢及少部分硫酸鹽垢為主。
2.有機物及微生物的確定
取10L原水,在30psi(206.8kPa)的給水壓力下,置于微孔濾膜(精度0.45μm)的測量裝置上過濾到不出水為止,測定反滲透進水污染指數(SDI)。取下濾膜,進行灼燒減量試驗。550℃灼燒減量所占比例為93.12%;750℃干燥至恒重后,剩余無機鹽所占比例為6.88%。因此,可以認為微孔濾膜上截留物以有機物和微生物為主。
三、反滲透膜清洗
(一)清洗條件
反滲透系統在正常的運行過程中,標準化的產水流量和系統脫鹽率會因污染出現分別下降或同時惡化。其根本原因為反滲透元件內的膜元件受到污染。污染來源包括:無機鹽垢、微生物、膠體顆粒和不溶性的有機物質。這些污染物因設備運行而沉積在膜表面,導致設備運作環境下降。當下列情況出現時,需要進行化學清洗膜元件:
1.標準產水量降低10%以上;2.進水和濃水之間的標準化壓差上升15%以上;3.標準化透鹽率增加5%以上。以上的標準(基準)比較條件取自系統經過最初48小時運行的標準性能。
(二)清洗方式
反滲透系統的清洗方式通常分為在線清洗和離線清洗。
在線清洗方法主要用于對反滲透系統進行常規的保養和維護,適用于污染較輕的情況。在線清洗操作方便,經濟合理,只需將清洗藥品運至生產現場,利用反滲透系統本身即可實現對膜元件的清洗。但是,在線清洗受到運行設備條件的制約,清洗效果不夠徹底。
離線清洗方法是將反滲透膜元件從運行系統中拆下,使用專用的清洗設備進行清洗。當反滲透膜污染嚴重時需要進行離線清洗,離線清洗可根據污染物特點,有針對性地選擇清洗藥劑,并可以反復、交替進行清洗,其清洗效果要好于在線清洗。但是,膜元件的拆裝比較繁瑣,并且周期長。
(三)清洗方法
1.物理清洗
經常使用的物理清洗方法有低壓高流速清洗,反壓清洗以及這兩種清洗方法聯合使用。低壓高流速的清洗方法是指在較低的操作壓力下盡可能加大膜面的流速。這種方法不但能降低溶質分子在膜面停留的機率,而且能減輕料液與膜面之間的濃差極化。反壓清洗是指通過在膜的透過液一側加壓,致使透過液反向透過膜的一種清洗方法。這種方法既可以沖掉堵塞在膜孔內的污染物,也可以一定程度上沖洗掉料液側膜表面的附著物。
2.生物清洗
生物清洗的方法可以分為兩種,一種是使用具有生物活性的清洗劑;另一種是將生物劑通過特殊的方法固定在膜上,使膜具有抗污染的能力。生物劑大部分選用酶制劑。酶制劑能夠切斷蛋白質的肽鏈,還可快速溶解短的蛋白質片段,因此酶制劑對脫除污染物中含有蛋白質的混合膜非常有效。
3.化學清洗
當膜運行較長時間后,污染物在反滲透膜表面大量沉積;此時,物理沖洗很難恢復膜性能,則需要采用化學清洗操作。化學清洗是使用相應的化學藥劑,改變污染物的組成或屬性,使其排出膜元件,從而恢復膜元件的性能。化學清洗過程:
1.用泵將干凈、無游離氯的反滲透產品水(或相應水源)從清洗水箱打入壓力容器中并排放幾分鐘;或用反滲透沖洗水泵對反滲透系統進行低壓沖洗3―5min。
2.在反滲透清洗水箱中配制指定的清洗溶液。配制用水必須是去除硬度、不含過渡金屬和余氯的反滲透產品水或去離子水,清洗液的溫度和pH應調到所要求的值。
3.將清洗液在壓力容器中循環清洗一定時間(30―60min)、在初始階段,清洗液返回至反滲透清洗水箱之前,應將最初的回流液排放掉,以免系統內滯留的水稀釋清洗溶液。在化學藥劑與反滲透裝置接觸后,裝置內的污染物在化學反應的作用下會被大量沖出,為了避免污染清洗液,這些清洗液也應該被排放掉,直至清洗液顏色轉淡再進入循環清洗。
4.停反滲透清洗水泵,讓膜元件完全浸泡在清洗液中。為了維持浸泡溫度,也可采用很低的循環流量。另外,也可根據需要交替采用循環清洗和浸泡程序。浸泡時間可根據制造商的建議選擇1―8h。在整個清洗過程中要謹慎地保持合適的溫度和pH。
5.清洗完成以后,排凈清洗水箱并進行膜組系統沖洗,然后向清洗水箱中充滿干凈的產品水以備下一步沖洗;該過程需時5―15min。
6.在沖洗反滲透系統后,在產品水排放閥打開狀態下運行反滲透系統,直到產品水清潔、無泡沫或無清洗劑;該過程通常需15―30min。
四、研究進展
目前,文獻和專利相繼報道了一些比較新的清洗方法,包括研制出新型的清洗劑組合物配方以及發明出一些新型的清洗裝置。經驗證,清洗效果都非常好。主要的成就有:姚克明等人研究了一種反滲透化學清洗方法,包括酸洗――堿性粗洗――堿性精洗――殺菌清洗4個環節。王亭等人發明了一種清洗劑組合物和反滲透膜的清洗方法。以及韓培和毛林發明了一種離線式清洗反滲透膜裝置。該裝置包含清洗溶液箱、沖洗水箱、清洗水泵、高壓泵、反滲透裝置和膜處理裝置。連接方式為清洗溶液箱與沖洗水箱相互連接,且清洗溶液箱與清洗水泵的一端連接,清洗水泵的另一端與保安過濾器的一端連接,保安過濾器的另一端通過管道與膜處理裝置連接,且管道上連接有高壓泵。這種清洗裝置的優點為運行成本低、操作簡單、適應范圍廣、功能齊全;無需在列清洗,從而避免因藥劑原因而造成的膜再次污染。
結束語
反滲透膜的清洗是反滲透系統運行維護中的一個重要環節,其清洗效果直接影響反滲透膜的使用性能及使用壽命。科學優化清洗手段,監督調整反滲透預處理,可有效實現膜系統的安全、穩定及經濟運行。
參考文獻:
[1]梁睿榮,顏幼平,姚興.微濾-反滲透工藝深度處理造紙廢水及效果分析[J].環境工程,2014,06:33-37.
[2]王維平.反滲透與電鍍廢水回用[J].電鍍與環保,2014,03:50-53.
2012年,我國航天員將進入天宮一號空間站工作,屆時,我國將有能力在空間站上開展育種科研實驗,這將為我國建成“太空農場”打下堅實基礎。
太空育種中國專利申請檢索分析
2011年12月26日,筆者在國家知識產權局專利檢索數據庫(sipo.省略/zljs/)中,在“摘要”中輸入“關鍵詞=(航天or太空)and(農業or植物or種子or育種or細菌or菌株)”進行檢索,經數據整理,得到與太空育種有關的中國專利申請共74件,其中發明71件,實用新型2件,外觀設計1件,舉例見表1。
1.太空育種中國發明專利申請主分類號分布
從圖1可以看出,太空育種中國發明專利申請主要集中在C12N(微生物或酶,17件)、A01H(新植物或獲得新植物的方法,15件)、A61K(醫用配制品,14件)、A01C(種植,6件)、A01G(園藝,5件)、A01K(畜牧業,3件)等領域。
2.太空育種中國發明專利申請人地區分布
從圖2可以看出,尚未檢索到境外申請人,境內發明專利申請人主要集中在西安(20件)、北京(15件)、甘肅(10件)、廈門(3件)、湖南(3件)等地區。
目前,我國已經建成58個具有一定規模的航天育種技術試驗基地和新品種產業化示范基地,以北京為核心示范區,以海南、甘肅、黑龍江、福建等為推廣示范區的全國范圍發展格局已經形成。航天工程育種正在農業、林業、微生物制造業以及細胞工程等眾多產業領域發揮著重要的牽引和帶動作用(中國航天科技集團公司官網,2011年9月15日)。
3.太空育種中國發明專利申請主要職務發明專利申請人
太空育種中國發明專利申請中,職務發明共有47件,占66%,分布在農業、制藥、釀酒、水產等領域,這表明我國正在逐步實現航天工程育種產業鏈的延伸及多元化發展。
4.太空植物育種典型中國專利申請
據2011年9月7日中新網報道:中國空間技術研究院航天工程育種技術專家、神舟天辰科技實業有限公司技術總監龐欣博士2011年9月7日對媒體說,航天工程育種技術與轉基因無關,前者為自源基因,基因變化屬于基因修飾范圍,而后者則需要通過外源基因轉入。
衛星搭載過的種子只有百分之幾甚至千分之幾的變異概率,育種專家要經歷至少4~6年的時間,通過選擇、淘汰、試種、審定,才能選育出“太空種子”。我國已利用航天育種技術先后在水稻、小麥、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、苜蓿等多種作物上培育出進入省級以上區域試驗的優異新品系200多個,其中“特優航2號”水稻、“航麥96”小麥、“中棉所50”棉花等85個農作物新品種通過國家或省級品種審(認)定,利用航天技術培育的農作物新品種總數達到110個。
當前,我國大豆生產面臨著激烈的國際競爭,一些大豆油脂加工企業寧愿選用進口大豆也不采用國產大豆,導致國產大豆新品種、新技術發展緩慢,大豆種植面積逐年減少。黑龍江省鐵力市雙豐林業局農林科研所的劉秋香和張廣學開發出“綠色大豆”新品種航天2號栽培技術,并提交了專利申請200710089908。該航天2號大豆產區比搭載前的品種原產區向北移了4個緯度,達400多千米,尤其適宜我國大豆主產區黑龍江省1~4積溫帶種植,為我國大豆單品種大面積推廣、回收、加工提供了前提條件,為提升我國大豆在國際市場上的競爭力打下了良好基礎。遼寧極樂農業科技發展有限公司在河南長葛、甘肅白銀、遼寧海城試種太空大豆時,發現了優良大豆植株,提交了專利申請200710158752。令人惋惜的是,200710089908、200710158752都因視撤而失效,這表明航天大豆育種的專利工作仍需要加強。
5.太空微生物育種典型中國專利申請
在微生物誘發突變育種研究中,尋找突變率高、突變譜廣的誘變源是一項非常重要的工作。我國是世界上第三個掌握返回式衛星技術的國家。1987年以來,我國發射了多顆返地衛星和8艘宇宙飛船,每次均搭載微生物材料進行研究,中國科學院微生物研究所、遺傳與發育生物學研究所、上海植物生理生態研究所,貴州茅臺酒廠等單位搭載了近30種微生物材料,已經獲得赤霉素產生菌,雙加氧酶產生菌,纖維素酶、果膠酶、淀粉酶的產生菌,食用菌,慶大霉素生產菌,頭孢菌素酰化酶基因工程菌,紫紅曲霉菌和東方紅一號酵母菌等高產菌株,并開發出相關的制劑產品。
太空菌株育種對實驗條件要求非常嚴格,這可從專利申請200810017415的說明書中窺見一斑:研究人員將菌株封裝,裝入代號為B的包裝袋中,包裝袋上貼有北京市公證處封條,蓋有證據保全印章。2005年8月2日,菌種被密封裝入第20顆返回式衛星返回艙內。2005年8月2日15時50分該衛星在酒泉衛星發射中心發射升空。經過27天運行,返回艙于2005年8月29日7時40分在四川省中部地區回收著陸,于8月29日18時30分運至中國空間技術研究院,于8月29日18時41分在中國空間技術研究院開艙。為使菌種安全運回西安,陜西省公安廳出動專人前往北京將搭載菌種直接押運回位于陜西楊凌的特殊太空育種中心。
由北京東方紅航天生物技術公司自主研制的一種航天生物輔酶Q10終端產品航天東方紅牌輔酶QIO維生素E軟膠囊已成功實現民用轉化,并作為保健品進入大眾消費市場,該公司就此提交了專利申請200910238024。該公司還提交了專利申請200810215543,200810215542,分別要求保護“航天育種得到的紅益粉,和蜂膠、吡啶甲酸鉻得到的制劑”,“航天育種得到的紅曲粉,和羅布麻提取物得到的降壓保健品”。
6.太空育種設備典型中國專利申請
隨著科技的發展,太空已逐漸為人類敞開了大門。福建省水產研究所發明了航天搭載型水產生物太空育種艙等多項技術,提交了200820145775、200910308275、200910308269等專利申請,并自豪地宣稱“為水產生物將來能夠移居外星球作技術儲備”。中日友好醫院發明了基因工程細胞的太空搭載裝置,提交了專利申請200410008829。中國航天科技集團公司第五研究院第五一0研究所發明了防水透氣包裝袋,提交了專利申請200710044872。上海光兆植物速生技術有限公司發明了植物細胞空間搭載新方法,提交了專利申請200710041033。
太空育種的知識產權法律問題
由于空間技術發展和產品開發需要巨額費用的支出,各國在發展過程中不得不吸引民營資金參與。美國宇航局在航天飛機退役之后,計劃采用商業公司投資16億美元開發的太空運輸系統,太空商業活動已逐漸滲透到太空育種等領域。筆者認為,國際上在“太空花園”中進行商業育種的行為需要專利法加以規范,這些行為應是在太空(包括航天器、月球基地、火星基地等)實施的商業育種、栽培、收獲行為,不是在地球表面上實施的行為。
在“太空花園”中進行商業育種行為的專利法律問題,華中科技大學鄭友德等學者已進行了初步研究(《我國外空相關發明的專利法保護》,《知識產權》2007年第6期),他們認為,雖然人類共有太空(包括月球、太陽、行星等),但是,中國的航天器、月球基地、火星基地等應當是中國的擬制領土,中國享有管轄權,在中國的“太空花園”發明的新育種方法、新的微生物都可以授予專利權;在太空新發現的任何物種都不能被授予專利權;基于全人類利益、公共利益、發展中國家利益、科學研究實驗的目的,這些外空育種專利權應當受到限制及強制許可。
關鍵詞:植入式;電刺激;專利;申請量
1 概述
植入式電刺激技術開始于上世紀80年代末。早期的植入式電刺激系統電路采用分立元件設計,功能簡單、可靠性低。到了90年代初,電刺激系統開始采用CMOS專用集成電路以實現程控邏輯功能,但是其研制費用和風險大,硬件邏輯靈活性差,邏輯功能有限。90年代中期以來的現代植入式電刺激系統設計多采用帶微處理器的專用集成電路,再和電容、晶振等分立元件一起組成系統電路[1]。目前植入式設備可以更密切的與病人身體結合,它們的整個運行壽命都將位于病人體內。
以美國為例,目前已有19萬病人裝有腦部或脊髓刺激器,前者用于控制帕金森氏病引起的震顫,后者用于減輕疼痛或預防尿失禁;大約有3萬病人體內植入交感神經電刺激器用于治療癲癇;還有6萬病人裝有植入式電子耳用以恢復聽力。此外,植入式神經電刺激在治療痙攣、痙攣性斜頸、舞蹈病、強迫癥、老年癡呆癥及戒毒等方面也有著誘人的前景。
2 植入式電刺激技術專利狀況分析
2.1 國外分析
植入式電刺激技術專利的國際專利分類號(IPC)[2]為A61N1/36 (刺激用,例如心臟起搏器)和A61N1/39(心臟纖顫器)位置,以VEN數據庫的專利數據為基礎,對國外該領域的專利申請量進行分析,檢索日期截止2015年12月31日。
從圖1中可以看出,植入式電刺激技術的申請量在國外上下浮動不大,說明國外有關植入式電刺激的技術已逐漸趨于成熟。
2.2 國內分析
圖2反映出了國內植入式電刺激技術專利申請量的變化情況,從圖中可知,雖然國內申請量比國外申請量少,但是呈逐年遞增現象,并在近幾年急劇上升,表明植入式電刺激技術逐漸成為發展熱點,國內對該技術的專利保護不斷重視。
2.3 重要@申請人分析
在CNABS和VEN數據庫中,針對1994年以來基于植入式電刺激技術的國內外專利申請進行統計。圖3和4反映了國內外排名前十的申請人的分布情況。
從圖3中可以看出,國內申請人中有兩位為高校,從某種程度上說明,國內在該領域的技術研究還主要集中在理論階段,產業上的應用還相對落后,且蘇州景昱醫療器械有限公司的主要申請技術領域集中在低功耗設計、電池動態能量管理這兩個植入式電刺激技術方面的傳統能力管理領域,對于前沿技術領域涉及相對較少。而在圖4的國外申請人統計中,麥德托尼克公司專利申請量最多,該公司的專利申請涉及植入式電刺激技術的各個領域。
從這兩幅圖可以看出,植入式電刺激技術方面的前沿技術絕大部分掌握在外國企業手中,國內在該領域的技術發展相對滯后。
3 植入式電刺激技術核心專利分析
植入式電刺激技術中最為常用的應用有植入式深部腦刺激技術、植入式耳蝸假體技術、植入式心臟刺激技術等,下面就這三種應用分別進行核心分析。
3.1 植入式深部腦刺激技術
深部腦刺激(DBS)系統通常包括兩個部件:植入的脈沖生成器(IPG)和探針(電極),其中IPG是電池供電的神經刺激器,該神經刺激器通過探針(電極)向腦部發送電脈沖以干擾目標部位處的神經元活動。其典型代表案例有:CN102215906A,皇家飛利浦電子股份有限公司,深度腦刺激器探針中的螺旋形導線;CN102470240A,沙皮恩斯腦部刺激控制有限公司,用于電刺激的醫療設備。
3.2 植入式耳蝸假體技術
在許多嚴重耳聾的人中,其耳聾的原因是感覺神經型聽力損失。這種類型的個體通常可以從向接受者的聽覺系統的神經細胞傳送電刺激的植入式聽力假體獲益。耳蝸植入體一般包括植入在耳蝸中的刺激組裝件,用于將電刺激信號傳送至聽覺神經細胞,從而繞過不存在毛細胞或有缺陷的毛細胞。其代表案例為:CN102215796A,耳蝸有限公司,植入式聽力假體。
3.3 植入式心臟刺激技術
植入式心臟刺激技術的應用類型通常包括兩種形式,即心臟起搏器、心臟除顫器。植入式心臟刺激系統通常包括植入式設備IMD、導線和電極。其代表案例為CN1863574A,麥德托尼克公司,具有改善的空白、定時和治療發放方法用于期前收縮刺激起搏治療的心臟起搏形式;CN101039717A,羅切斯特大學,無引線植入式心律轉復除顫器。
4 結束語
文章分析了植入式電刺激技術申請量、國內外重要申請人和核心專利,可以得出結論植入式電刺激技術在國外發展比較早,技術較為成熟,這就要求我國需在這方面付出更大的努力,逐步積累有效的專利,加入國際化的競爭中。
參考文獻
現將近年來中國LED企業應對“337調查”事件整理于此。
2008年2月20日
美國紐約州的發明人Gertrude Neumark RothsChild向美國國際貿易委員會(USlTC)提出申請,要求對發光二極管(Short-Wavelength Light Emitting Diodes)、激光器二極管(laser diodes)及其下游產品進行337調查。涉案產品的美國海關稅號為:85414020,85414060。
本案涉及新加坡、中國臺灣、日本、馬來西亞、中國、韓國、芬蘭、瑞典8個國家(地區)。美國國際貿易委員會確定了34家涉案企業,其中日本11家,臺灣地區8家,中國6家,韓國3家,美國國內2家,新加坡、芬蘭、馬來西亞和瑞典均為1家。
原告指控包括6家中國大陸企業在內的全球34家公司侵犯其專利權,生產、銷售二極管產品,要求USITC對此啟動337調查并發出普遍排除令和禁止銷售令,禁止侵權產品進入美國。對中國企業而言,所有中國企業生產的涉嫌侵權的二極管及其下游產品都可能因此永遠無法進入美國市場。
中國6家應訴企業為:深圳超毅光電子有限公司、廣州市鴻利光電子有限公司、佳光電子有限公司、深圳凱信光電有限公司、深圳市洲磊電子有限公司、深圳市雅佳譽電子有限公司。
截至2008年8月中旬,中方兩個企業與申請人就和解協議達成一致。鴻利光電成為中國惟一取得美國授權的LED封裝企業,洲磊電子獲得一項應用授權。和解協議同意中國企業繼續對美出口涉案的LED產品,中國企業對原告進行賠償。
2008年8月30日
RothsChild女士就亞洲11家企業,又向lTC提出“337調查”申請。這次,涉案中國企業仍為6家。他們是:大連路美芯片科技有限公司、西鐵城電子有限公司、杭州士蘭明芯科技有限公司、江蘇光明光電科技有限公司、深圳市國冶星光電子有限公司和佛山市國星光電科技有限公司。
2009年2月
繼2008年2月,美國哥倫比亞大學的退休教授Dr.Gertrude NeumarkRothsChiId控告全球逾30家LED廠商侵權后,時隔一年,2009年2月,RothsChild再次提出要求美國國際貿易委員會(1TC)對部分大陸和臺灣LED廠商啟動337 LED專利侵權調查。
RothsChiId控告的對象有臺灣的奇力光電、泰谷光電、東錸科技、鼎元光電、全新光電及大陸廠商廈門三安。RothsChild認為上述廠商銷售至美國的發光二極管及激光二極管產品涉及侵害其擁有編號5252499的美國專利。
2011年8月31日
應英國利特潘公司(LitePanels Ltd)及其美國生產公司(LitePanels InC)申請,美國國際貿易委員會決定對我國天津、浙江、福建、廣東等省市的共6家企業向美出口和銷售的LED照相閃光燈設備發起337調查。上述企業被指控侵犯申請人5項專利。這是2011年美國國際貿易委員會發起的涉及中國輸美產品的第14起337調查。
方利特潘公司是美國LED照相閃光燈設備為數不多的生產企業之一,憑借其在美國市場的壟斷地位,其主要面向政府采購和集團采購的市場,占據了絕對的市場優勢。據有關國際權威機構判斷,其產品性能落后、品質不高而市場價格卻居高不下。由于中國物美價廉的同類產品進入美國市場,令其在市場上的競爭優勢大為減弱,因而選擇了使用337調查這種行政的非關稅壁壘手段,來打壓中國對手。
據分析,目前美國LED攝像燈產品的市場份額,中國僅占有一點點,但預計年市場容量至少有3000萬美元,這對中國具有強勁競爭力的企業來說,是一塊巨大的發展空間。利特攀公司企圖獨占市場之產品相關的美國海關稅號幾乎涵蓋LED攝影、攝像燈光的所有產品。如果中國企業在這場訴訟中敗訴,美國國際貿易委員會所“普遍排除令”,意味著中國的同行業將永久失去美國市場,還有可能殃及歐洲市場;如果勝訴(以實現專利無效、專利權不可實施或和解為訴訟目標),涉案企業的上述產品將全面進入美國市場,給中國企業帶來巨大的市場商機。
面對美國LED攝影、攝像燈企業的涉嫌濫訴、惡意調查,我國LED攝影、攝像燈行業面臨又一次挑戰,人們對應訴結果拭目以待。
2012年1月23日
美國Neptun照明公司及專利人Andrzei Bobe向美國政府申請發起“337調查”,指控有關企業生產、為進口到美國而銷售以及進口到美國的緊湊型調光熒光燈涉嫌侵犯其美國專利,要求頒布永久有限排除令以禁止侵犯涉案專利的產品進口到美國。美國政府將于2月23日前決定是否立案調查。
據悉,該案的涉案企業為5家美國公司和7家中國公司,廈門通士達有限公司名列其中。2011年,通士達公司向美出口的該類產品8萬個,貨值約30萬美元,在其對美出口中的比重較小。不過,緊湊型調光熒光燈是一種大眾型產品,涉及企業相當廣。
“目前,通士達公司已接到相關信息,且正在對此進行技術分析。”一個知情人士透露,“經過初步分析,我們認為構成侵權的可能性不大。”同時,該人士還表示,盡管眼下美國政府是否立案調查尚未可知,但無論如何,作為廈門一家骨干的LED照明企業,為了維護自身及行業的利益,未來通士達都將積極應對。連接:
“337調查”的主要程序
337案件可以由原告提起或由ITC自行發起,但多數都是由原告提起的。原告提交調查申請應以書面方式提交至ITC秘書處(OffiCe oftheSeCretary)。申請書的主要內容應包括:對涉案知識產權的描述;對涉嫌侵權的進口產品的描述;涉嫌侵權產品的生產商、進口商或經銷商的相關信息;涉案知識產權正在進行的其他法院訴訟或知識產權程序;國內產業情況及原告在該產業中的利益;訴訟請求。
ITC收到申請書后將進行審查,并在30日內決定是否立案。如果決定立案,ITC將在《聯邦紀事》(Federal Register)中登載原告和事項,并向每位被告送達申請書和調查通知。立案后,ITC指定一名行政法官主持案件的法庭審理,同時從不公平進口調查辦公室指派一名調查律師參加審理。如果ITC決定不立案,應當向原告說明理由。
立案后,ITC會立即向申請書中列名的美國被告以及外國被告所在
國駐美國大使館送達申請書副本及調查通知。如果申請書及調查通知未能由ITC送達,原告可以在行政法官同意的情況下自行送達。
被告應在收到申請書之日起20日內針對調查通知提交書面答辯意見,決定是否應訴。被告在美國境外的,上述期限可以延長10日。如果原告同時申請了臨時救濟措施,被告還必須在收到申請書之日起10日內(較為復雜的案件為20日)提交對臨時救濟措施的答辯意見。被告沒有做出反應的,視為缺席(不應訴)。
根據《ITC操作與程序規則》,“337調查”啟動后當事人有權就其申訴或抗辯有關的任何非保密問題進行取證,包括:書籍、文件或其他有形物是否存在、(如存在)具體描述、性質、保管情況、具體情況及位置;任何知道可取證事項的人員的身份和位置;合適的救濟措施;被調查方合理的保證金。取證一般包括以下形式:承認要求、質詢、傳票、供詞、進入財產和文件提供。取證程序一般會持續5個月。
在調查啟動6個月后,行政法官可以主持召開聽證會,全面聽取雙方當事人的質證和答辯意見。在聽證會上,每一方當事人都有權進行詢問、提供證據、反對、動議、辯論等。聽證會一般需要1~2周時間。
聽證會后,在不遲于立案后9個月(如果調查目標日期超過15個月的,則在調查結束前的4個月),行政法官應該向ITC提交對該案的初裁決定,說明是否存在違反337條款的行為,并對救濟措施提出建議。
初裁做出后,ITC可以應當事人的申請或主動要求對初裁進行復審,并初裁做出后90日內決定是否進行復審。ITC的復審決定將成為最終裁定。一旦ITC的最終裁定和救濟措施(如有)被做出并登載于《聯邦紀事》上,則終裁和救濟措施均已生效。終裁后,被判侵權的外國產品可以保證金方式進口,直至總統審議期結束。
終裁做出后,ITC應將其提交美國總統審議,如美國總統在ITC裁決做出后60日內未基于政策因素予以否決,則該裁決將成為終局裁決。實踐中,極少出現美國總統否決ITC終裁結果的情況。
特別值得注意的是,在專利侵權案件中,當事人可以通過簽訂和解協議解決爭議,終止調查。整個“337調查”程序中有3次法定的和解會議,促使雙方當事人達成和解。和解協議的內容通常包括:被告停止進口、原告放棄對被告的指控、授權被告使用專利、對侵權事實的認定、對爭議產品的銷售時間或區域的規定等。簽訂和解協議的當事人必須向行政法官提交一份協議文本供審查。行政法官從公共利益角度出發,審查和解協議是否存在反競爭因素以及是否違背公共利益。如果審查結果是否定性的,行政法官可以做出初裁決定,依據該協議而結束調查。如前所述,ITC有權最終決定是否結束調查。
據悉,國家半導體照明工程研發及產業聯盟正在組織專利池的建設。而該專利池負責人王國宏者表示,由于專利池的建設過程中要集聚企業、研究單位的專利,在這一過程中要用法律手段對各單位專利的價值進行衡量,并進行保護,這就需要建立相關的法律體系,在這方面我國還是空白,因此,在專利池的建設過程中,還面,臨很大挑戰。要真正落到實處,還需要行業一起積極探討,政府項目基金的新制度。而記者認為,LED行業的發展需要長期知識產權戰略,需要全行業一起積極摸索出一條道路,可以實踐和落實。
關鍵詞 縫網壓裂;體積壓裂;分段多簇
中圖分類號:TE357 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)20-0058-02
縫網壓裂(Network Fracture)改造的對象主要是基質孔隙性儲層、天然裂縫不發育、低滲、超低滲油氣藏,這類油氣藏的壓裂裂縫擴大了井控面積。由于垂直于人工裂縫壁面方向的滲透性很差,垂向滲流能力弱,因此出現了壓裂產量低或壓后產量遞減快等一系列問題。而通過縫網壓裂技術在垂直于主裂縫方向使其形成人工多裂縫,這樣就使儲層的滲流特性得到了明顯改善,有效提高了儲層改造效果和增產有效期。
1 縫網壓裂概況
1.1 縫網壓裂機理
縫網壓裂是指天然裂縫在水力壓裂過程中不斷擴張,并與脆性巖石發生剪切滑移,天然裂縫與人工裂縫之間相互交錯形成裂縫網絡,增加了改造縫網,使初始產量和最終的采收率都得到了大幅度提升。縫網壓裂近似于體積壓裂(Stimulated Reservoir Volume)。在水力壓裂過程中,當裂縫延伸凈壓力大于兩個水平主應力的差值與巖石的抗張強度之和時,就很容易產生分叉縫,當產生較多的分叉縫時就會形成“縫網”系統。縫網壓裂改造形成的縫是復雜的網狀裂縫系統,它已不再是雙翼對稱裂縫,裂縫起裂與擴展存在著剪切、錯段、滑移等復雜的力學行為,已經不單純的是裂縫的張性破壞。
1.2 縫網壓裂方案
現在國內外流行的縫網壓裂技術主要有以下幾種:
1.2.1 “分段多簇”射孔縫網壓裂技術
分段多簇射孔的特點是:一次裝彈+電纜傳輸+液體輸送+橋塞脫離+分級引爆,每級分4-6簇射孔,每簇長度0.46 m-0.77 m,簇間距20 m-30 m,孔密16-20孔/m,孔徑13 m,相位角60°或者180°。國內長慶油田提出水平井分段多簇壓裂思路,最高實現了10簇20段壓裂,其中一口井施工后試排日產純油最高達112.4噸。
1.2.2 大型滑溜水壓裂技術
滑溜水黏度低,它可以進入天然裂縫中,使裂縫的范圍擴大,增加了改造體積,此工藝體現了“兩大,兩小”特點,兩大指大排量和大液量,施工排量在10 m3/min以上,單井用液量2271 m3-5678 m3。兩小指小粒徑支撐劑和低砂比,支撐劑一般采用70/100目和40/70目陶粒,平均砂液比為3%-5%。
1.2.3 其他縫網壓裂改造技術
除上述兩種主要縫網壓裂技術外還有端部脫砂縫網壓裂技術、轉向劑縫內轉向縫網壓裂技術、暫堵劑或液體膠塞縫內堵塞縫網壓裂技術等,廊坊分院還開發了“層內液體爆炸”縫網壓裂技術,目前還在研究階段。
2 壓裂方案設計
縫網壓裂要滿足幾個方面的要求。
2.1 裂縫計算
式中:-裂縫總長;-網絡裂縫半長;-裂縫寬度;-裂縫間距。
2.2 縫網壓裂的地層條件
2.2.1 礦物質成分與含量(脆性指數)
2.2.2 天然裂縫發育情況
縫網壓裂的改造對象是基質孔隙儲層、天然裂縫不發育、低滲和特低滲砂巖油氣藏。
2.2.3 天然裂縫方位與主裂縫方位
縫網壓裂是要在垂直于主裂縫的方向形成“人工多裂縫”,改善儲層的滲流特性,在裂縫破裂與延伸過程中,如產生分叉縫,則符合裸眼條件下的破裂條件:
式中:—井底破裂壓力,MPa; -孔隙液體壓力,MPa;—地層最小水平主應力,MPa;—地層最大水平主應力,MPa;—巖石抗張強度,MPa;—巖石觸點孔隙度;—巖石孔隙度;—泊松比。
2.2.4 地層最大主應力與最小主應力差異
當裂縫延伸凈壓力大于兩個水平主應力的差值與巖石的抗張強度之和時,則容易產生分叉縫,裂縫延伸凈壓力可通過施工排量、砂液比、壓裂液粘度等設計控制,最大最小主應力之差可通過簡易公式計算:
式中:-地層壓力,MPa。
2.3 選井及方案設計
2.3.1 選井
紅30-26井測井解釋22號儲層孔隙度11.27%;滲透率7.82mD,儲層屬于低孔低滲儲層,依靠儲層自身滲透率不能獲得高的產量,需要進行壓裂施工改造;但測井解釋22號層為干層,壓裂改造效果不能保障。紅柳泉油田水平最大最小主應力差平均為5.37 MPa,紅柳泉油田地應力差值不大,易于實現裂縫凈壓力大于最大最小主應力差的形成縫網的臨界條件,該油田有利于實施縫網壓裂。巖石力學實驗結果表明,紅柳泉油田儲層巖石平均楊氏彈性模量:2.12×104 MPa;儲層平均泊松比:0.197。計算得巖石脆性指數為48.6%,巖石較脆,有利于在儲層形成縫網。
上述條件符合縫網壓裂條件,當裂縫內延伸凈壓力達到5.37 MPa時,天然裂縫開啟或形成剪切分支縫,儲層內開始出現縫網系統;裂縫內延伸凈壓力達到9.16 MPa時,在儲層巖石本體開始破裂形成分支縫。
2.3.2 設計原則
為增加裂縫和儲層的接觸面積、提高油井的滲流面積和油藏改造體積,采用30/50目陶粒壓裂施工,到施工過程的后期夾雜16/20目大粒徑陶粒進行縫內暫堵縫網壓裂技術。并在輔助轉向劑、段塞和酸預處理技術手段:由于壓裂層段距上部含油水層35.4 m,且目的層與上下隔層間應力差小,前置液階段采用線性膠造縫并加入上浮轉向劑控制裂縫向上延伸;由于該井地層溫度為93.8℃左右,故采用有機硼交聯的胍膠壓裂液體系,保證在縫中溫度下壓裂液應保持粘度大于50 mPa·s;由于該井計算地層破裂壓力高接近66 MPa,故采用前置酸預處理,降低儲層改造的風險;施工中加入低濃度支撐劑段塞以達到打磨近井裂縫的目的。
2.3.3 泵注程序設計
紅30-26井基本泵注程序
序號 施工
程序 排量
m3/min 支撐劑 備注
1 前置液 2.0 上轉向劑
2 前置液 4.0 兩級40/70目陶粒段塞
3 攜砂液 4.0 30/50目陶粒 后期16/20陶粒
4 頂替液 4.0 頂替量到60%時開始降排量
3 紅30-26井現場應用研究
3.1 施工情況
紅30-26井試壓105.00 MPa,施工最高壓力71.90 Pa,最大排量4.08 m3/min,破裂壓力47.90 MPa,共加砂52.00 m3,共施工總液量459.40 m3,平均砂比19.85%,凈液量407.40 m3。施工泵入前置液15.00 m3,轉向劑8t,用液42.00 m3,頂替13.50 m3,停泵反應50 min后泵入前置液121.00 m3,段塞加砂1.30 m3,攜砂液255.40 m3,加砂50.70 m3,頂替12.50 m3,測壓降30 min,施工結束。
紅30-26井施工曲線
3.2 施工分析
1)由施工情況可以看出,在30/50陶粒施工時施工壓力一直在57 MPa左右,在152分鐘時加入16/20目大粒徑陶粒后壓力升至63 MPa,隨后的施工壓力也緩慢上升,達到設計大粒徑陶粒暫堵造縫網的目的。
2)該井改造層位為干層,本不具備增產的條件,施工前日產油0.1 t/d,壓裂后日產油1.3 t/d,增產了13倍,達到措施改造的目的。
3)缺乏對縫網實時監測,對縫網形成沒有有效的監測手段.
4)在設計上還有待優化,特別是因為上部有水層而用上轉向劑增加應力遮擋,在一定程度上也阻礙了裂縫的擴展延伸。
4 結論與建議
1)縫網壓裂的研究有助于油田低滲、特低滲油氣藏的開發,為低滲油氣藏尋找到另一條增產的手段。
2)縫網壓裂為青海油田頁巖氣儲層提供了一條改造路徑,為油氣藏增產奠定了基礎。
3)開展好縫網壓裂油藏數值模擬研究、裂縫間距與導流能力優化、縫網壓裂實施與控制技術研究等,有助于提高縫網壓裂成功率和措施有效率。
4)在選井上選取有一定難度但又能體現縫網壓裂優勢的井位,并能保證施工成功,為后期的研究奠定基礎。
5)開展好縫網壓裂新技術的應用和研究,特別是水平井“分段多簇”縫網壓裂。
6)采用井下微地震監測技術和測斜儀監測技術評價壓裂復雜裂縫擴展情況,對現場壓裂設計與評估效果進行指導,其他監測技術如分布式聲傳感監測和直接近井筒裂縫監測技術的準確性還有待研究。
參考文獻
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