张力腿平台和立柱浮筒式平台

TLP和Spar是两种新型的深水生产平台。

（1）TLP是一种垂直系泊的顺应式平台，其主要的设计思想是通过平台自身的特殊结构形式和安装方法，产生远大于平台结构自重的浮力，浮力除了抵消自重之外，剩余部分就称为剩余浮力，这部分剩余浮力与张力腿的预张力平衡。预张力作用在TLP的垂直张力腿系统上，使张力腿时刻处于受拉的绷紧状态。较大的张力腿预张力使平台平面的运动变小，近似于刚性。TLP主体包括垂直于水面的立柱以及浸没水中的下浮体。立柱一般为圆柱形结构，是平台波浪力和海流力的主要承受部件。下浮体是三、四或多组箱型结构，浮箱首尾与各立柱相接，形成环状结构。张力腿将平台体和海底固接在一起，使平台运动幅度限制在一个较小的范围，有利于安全作业。此外，TLP浸水的立柱本体主要是直立浮筒结构，所受波浪、海流力的水平方向分力较垂直方向分力大，因而在平面内的柔性实现平台平面内的运动。TLP这样的结构形式使得其具有良好的运动性能。

1954年，美国的Marsh率先提出了采用倾斜系泊锁群固定的海洋平台方案，被公认为是TLP的鼻祖。之后30年是TLP的理论研究探索和工程酝酿阶段。直到1984年，Conoco公司在北海157米水深的Hutton油田安装了世界上第一座TLP，这标志着TLP技术的成熟与工程化，并正式应用于实际生产领域。此后在1989—1994年期间，分别建成了Jolliet平台、Snorre平台和Auger平台；1995年安装了世界上第一座混凝土TLP Heidrun；1998年建成了第一座由一根垂直悬浮的圆柱体结构和三根矩形截面的水平浮筒组成的SeaStars型TLP；1999年建成了Ursa TLP；2001年建成了第一座MOSES平台；2003年又安装了第一座延伸式张力腿平台（extended tension leg platform，ETLP），创造了1 250米水深的新纪录。TLP的家族在短短20年内飞速发展，将人类开发海洋的脚步不断向前推进。

中国目前尚无TLP设计建造使用经验，但是对TLP的设计已开展了大量的研究工作。2015年，工信部、财政部下发“TLP设计、建造、安装关键技术及应用研究”项目的立项批复文件，该项目由中海石油深海开发有限公司牵头承担，中国船舶及海洋工程设计研究院作为参研单位承担了“TLP下浮体结构及主要系统设计研究”的相关工作，为TLP的自主开发和工程化应用奠定技术基础，同时也提升了我国船舶工业在海洋工程装备领域的综合竞争力。(https://www.daowen.com)

（2）Spar是一种典型的应用于深水的浮式平台，是在柱形浮标和TLP的基础上提出的概念。立柱浮筒式平台集钻井、生产、海上原油处理、石油储藏和装卸等多种功能于一身，并可根据需要设计成井口平台与浮式生产储油船配合使用。与其他类型的平台相比，立柱浮筒式平台通常吃水较深，具有很好的稳性和较好的运动特性。因其重心位于浮心下方而具有恒稳性，在恶劣海洋环境条件下，它的安全性具有较大的优势。由于吃水深、水线面积小，立柱浮筒式平台的升沉运动比半潜式平台小，与TLP相当，在系泊系统和主体浮力控制下，具有良好的运动特性。特别是升沉运动和漂移小，适合于深水系泊定位，对系泊系统和立管的相关技术要求相对较低，成为目前主要的适用深水干式井口作业的浮式平台。

1987年，Edward E.Horton设计了一种专用于深海钻探和采油工作的立柱浮筒式平台，其结构形式特别适合于深水作业环境。Horton设计的这种立柱浮筒式平台被公认为现代立柱浮筒式平台的鼻祖。1996年，世界上第一座传统型立柱浮筒式平台——Neptune平台建成，现共有三座。2001年，世界上第一座桁架式立柱浮筒式平台——Nansen平台建成，Truss Spar是建成使用最多、应用最广泛的立柱浮筒式平台。2004年，世界上唯一一座多立柱型立柱浮筒式平台——Red Hawk平台建成。因此，到目前为止，立柱浮筒式平台已经发展成三种类型，即传统型、桁架型和多立柱型，共有21座。

立柱浮筒式平台目前在国际上属于高度垄断的技术，仅有Technip和J.Ray.McDermott两家公司能够进行完整的设计、建造、安装，已投入使用的21座立柱浮筒式平台都出自这两家公司，其技术壁垒很高，专利费用高昂。我国一些石油公司和科研院所也对立柱浮筒式平台设计建造的关键技术开展了研究，完成了具有自主知识产权的立柱浮筒式平台设计方案，为立柱浮筒式平台在我国海域的应用奠定了基础。