CN103140644A - 无条件稳定浮式海上平台 - Google Patents

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CN103140644A CN2011800192985A CN201180019298A CN103140644A CN 103140644 A CN103140644 A CN 103140644A CN 2011800192985 A CN2011800192985 A CN 2011800192985A CN 201180019298 A CN201180019298 A CN 201180019298A CN 103140644 A CN103140644 A CN 103140644A
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阿坎德拉·塔哈尔
爱德华·E·霍顿三世
詹姆斯·V·马厄
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Horton Wison Deepwater Inc
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B35/4413—Floating drilling platforms, e.g. carrying water-oil separating devices

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Abstract

一种用于海上钻井和/或生产作业的平台，包括设备甲板。另外，平台包括连接至设备甲板并延伸至水面以下的浮力船体。船体包括第一立柱，该第一立柱有中心轴、连接至甲板的上端、远离甲板的下端和在上端和下端之间轴向堆叠的多个单元。每个单元都限定单元内的内腔室和单元外的外部区域。多个单元包括从第一子立柱的上端延伸的第一单元，和轴向置于第一单元下面的第二单元。第一单元是水密性的。此外，第二单元包括气口，配置为向第二单元的内腔室提供浮力控制气体。

Description

无条件稳定浮式海上平台
关于联邦资助的研究或开发的声明
不适用。
背景技术
发明领域
本发明一般地涉及浮动式海上结构，尤其涉及用于海上钻井和生产的无条件稳定浮力半潜式平台和张力腿平台。
背景技术
传统的半潜式海上平台和张力腿平台包括船体，该船体有充足的浮力以支撑海平面以上的工作平台以及从工作平台延伸至海底的刚性和/或柔性管道或立管，其中在工作平台海底布置一个或多个钻井或井场。无论是半潜式还是张力腿平台，船体典型地包括多个平行浮筒，它们支撑多个垂直的竖直立柱，这些立柱依次支撑水面上的工作平台。例如，如在图1A中，用于油气钻井和生产的传统海上平台10包括船体20，船体支撑海面11上的工作平台30。船体20由多个基本上平行的浮筒21组成，浮筒在多个基本上垂直立柱22之间伸展。一般而言，浮筒的尺寸和立柱的数量取决于工作平台和要支撑的相关载荷的尺寸和重量。对于张力腿平台，立柱主要用于提供浮力，而钢筋束提供稳定性(如抵抗平台过度倾斜/侧斜)。对于半潜式海上结构，浮筒的功能是浮力的主要来源，而立柱(和相关间距)提供稳定性。对于多数半潜式和张力腿平台，每个立柱典型地包括位于海面上在其上端的开口。这样的开口可包括允许人进入立柱的进入升降通道；允许链条进入的锚链筒和在立柱内的锚链舱中的储存；通风管和管道；或其组合等。由于波浪冲刷淹没立柱顶部或由于船的过度倾侧海水进入立柱，这些开口可允许海水淹没立柱。
海面和海面以下风和波浪的激振力不断地试图移动海上结构。海面上半潜式平台的平移运动通常受限于从平台延伸至海底的锚泊缆，海面上张力腿平台的平移运动通常受限于从平台延伸至海底并被拉伸设置的钢筋束。锚泊缆允许半潜式结构相对于海底的某些垂直移动(如起伏)，而钢筋束限制和/或防止张力腿平台相对于海底的垂直移动。风和波浪的激振力也可导致海上结构(如半潜式或张力腿平台)向一侧倾斜或侧斜。例如，如图1B所示，海上平台10由于作用于海上平台10上的风和波浪力向一侧倾斜或侧斜。海上结构相对于垂直、中心倾斜的角度常被称为“倾侧”角，在图1B中标为角α。如果倾侧角足够大，海上结构可由于潜在的灾难性影响而倾覆。
对于半潜式平台，立柱的几何形状和布置用于抵抗过度倾侧，使平台回到直立、居中位置。可是，在强风和/或强浪的激振力作用下，倾侧角可能很大。在足够大的倾侧角时，海水被允许直接从海中流入平台立柱顶部的一个或多个开口。一个或多个立柱的顶端开口被置于海平面时的最小倾侧角通常称为“下溢”角(downflooding angle)，在图1C中标为角β。当倾侧角大于或等于下溢角时，一个或多个立柱的不可控的溢流进一步加剧倾斜，可导致平台倾覆。对于张力腿平台，钢筋束用于抵抗过度倾侧，使平台回到直立、居中位置。然而，在某些情况下，一个或多个钢筋束可能失效，潜在地允许平台倾斜至下溢角。
因此，在本领域内需要使海上平台无条件稳定并能抵抗倾覆。无论立柱的几何形状和布置以及钢筋束的集成度，如果它们可以无条件稳定，这样的海上平台将尤其受欢迎。
发明内容
通过海上钻井和/或生产作业平台在一个实施例中涉及本领域的这些或其他需要。在实施例中，平台包括配置为设置在水面上的设备甲板。另外，平台包括连接至设备甲板并配置为延伸至水面下的浮力船体。船体包括第一立柱，该第一立柱有中心轴、连接至甲板的上端、远离甲板的下端和多个位于上端和下端之间的轴向堆叠的单元。每个单元限定单元中的内部腔室和单元外部的外部区域。多个单元包括从第一子立柱的上端延伸的第一单元，和轴向置于第一单元下面的第二单元。第一单元是水密性的。第二单元包括配置为向第二单元的内部箱体提供浮力控制气体的气口。
通过海上钻井和/或生产作业平台的在另一个实施例中涉及本领域的这些或其他需要。在实施例中，平台包括配置为设置在水面上的设备甲板。另外，平台包括连接至设备甲板并配置为延伸至水面下的浮力船体。船体包括第一和第二立柱，每个立柱包括连接到甲板上的上端和远离甲板的下端。船体也包括第一伸长浮筒，该浮筒在第一立柱和第二立柱之间延伸。第一立柱包括多个伸长的平行的子立柱，这些子立柱包括有中心轴的第一子立柱，位于第一立柱上端的上部上端，位于第一立柱下端的下部下端，和多个位于上端和下端之间的垂直堆叠的单元，每个单元限定单元中的内部腔室和单元外部的外部区域。多个单元包括从第一子立柱的上端轴向延伸的第一单元，和轴向置于第一单元和第一子立柱的下端之间的第二单元。第二单元包括用于配置为向第二单元的内部腔室提供浮力控制气体的气口。另外，船体包括口，允许水自由流入或流出第二单元的内部腔室。
通过海上钻井和/或生产作业平台在另一个实施例中涉及本领域的这些或其他需要。在实施例中，平台包括配置为设置在水面上的设备甲板。另外，平台包括连接至设备甲板并配置为延伸至水面下的浮力船体。该浮力船体被配置为产生扶正力矩的减小值，接着产生扶正力矩的增加值。
因此，此处描述的实施例包括用于解决与某些现有的装置、系统和方法相关的多方面的不足的特征和优点的结合。通过阅读一个或多个以下详细描述和参考附图，上述多方面的特性和其他特征对本领域人员是显而易见的。
附图说明
为了详述本发明的优选实施例，引用附图。其中：
图1A是在稳定、垂直方位的常规海上平台的示意图。
图1B是图1A中处于稳定位置、向一面侧斜的海上平台的示意图。
图1C是图1A中处于可能的不稳定位置的海上平台的示意图，在该位置平台的倾侧角大于或等于平台的下溢角。
图2是根据这里描述的原理的无条件稳定多立柱浮式海上张力腿平台的实施例。
图3是图2的船体的侧视图。
图4是图2的船体的底平面图。
图5是图2的船体的示意底视图。
图6是图2的船体浮筒之一的示意底视图。
图7是图2的船体立柱之一的示意侧视图。
图8是根据这里描述的原理的无条件稳定的半潜式多立柱浮式海上平台的实施例。
图9是图8的船体的侧视图。
图10是响应于100海里/小时风力载荷，作用在常规海上平台的扶正力矩的曲线图。
图11是响应于100海里/小时风力载荷，根据这里描述的原理作用在无条件稳定的海上平台上的实施例的扶正力矩的曲线图。
图12是根据这里描述的原理，针对无条件稳定性配置海上平台的方法的示意流程图。
某些优选实施例详述
以下讨论针对本发明的多个实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可以是优选，公开的实施例不应当被解释或否则被用于限制包括权利要求的本公开的范围。另外，本领域技术人员应当理解以下描述有广泛的应用，任何实施例的讨论仅仅意味着解释那个实施例，并不意味着暗示包括权利要求的公开范围局限于该实施例。
特定术语被用于以下描述和权利要求中来指特定的特征或部件。如同本领域技术人员应当了解，不同的人使用不同的名称指代相同的特征或部件。本文对名称不同但功能相同的部件和特征之间不加以区分。附图不必须按照比例绘制。这里的特定特征和部件可通过比例或通过某些示意的形式扩张地示出，出于简明的目的，常规元件的某些细节可不示出。
在以下讨论和权利要求中，术语“包括”和“包含”被用作开放的形式，因此应解释为意味着“包括，但不限于……”。同样术语“连接”或“耦合”意味着非直接或者直接连接。因此，如果第一设备连接至第二设备，该连接可通过直接连接，或者通过其他设备、部件和连接的非直接连接。此外，如这里所用，术语“轴”或“轴向地”一般意味着沿着或平行于中心轴(如物体或口的中心轴)，而术语“径向”或“径向地”一般指垂直于中心轴。例如，轴向距离是指沿着或平行于中心轴测量的距离，径向距离是指垂直于中心轴测量的距离。
现在参考图2和图3，示出了根据这里描述原理的多立柱浮式海上张力腿平台100的实施例。所示平台100被部署在水体101中，处于作业配置并用多个钢筋束112锚泊在作业场上方，每个钢筋束从平台100延伸至海底。海上平台100包括浮式船体115，该浮式船体有可调节的浮式水平基底120和多个可调节的浮式立柱150，其中基底设置在水101的表面102以下，浮式立柱从基底120垂直延伸穿过表面102。钢筋束112被确定尺寸和设计为在海底和平台100之间形成张力。因此，基底120和立柱150的浮力被调节使得船体115净漂浮，因此确保钢筋束112处于张力状态。当平台100部署为处于作业状态时，工作平台或设备甲板160在立柱150顶部被安装在船体115。平台100可作为单个单元被运输至作业场(如在移动平台100至作业场前，甲板160在船坞或岸处被安装在船体115上)，或者平台100可在作业场完成(如甲板160可在海上作业场被安装在船体115上)。典型地用于钻井和/或生产作业的多种设备，如井架、绞车、泵、洗涤器、沉淀器和类似的设备，可设置于并受支撑于设备甲板160上。
现在参考图2-5，船体115的基底120包括多个直立的、伸长的浮筒121，浮筒首尾相连以形成具有中心开口123的封闭环基底120，通过中心开口123，立管可向上穿过而至设备甲板160。在这个实施例中，四个等长的浮筒121首尾相连形成基本上矩形的基底120，该基底在每对浮筒121的相交部分形成四个拐角128。在这个实施例中，两个钢筋束112从每个拐角128延伸至海底。每个浮筒121在两个立柱150之间延伸，并包括压载舱，压载舱可选择性地填充压载水以调节基底120的浮力。
现在参考图4-6，每个浮筒121支撑两个立柱150，并沿着中心或纵向轴122在第一端121a和第二端121b之间线性延伸。在这个实施例中，每个浮筒121在底视图中关于其轴122对称。每个浮筒121具有平行于其末端121a、b之间的轴122测量的长度L121。在这个实施例中，每个浮筒121的长度L121相同，然而，在其他的实施例中，一个或多个浮筒的长度(如一个或多个浮筒121的长度L121)可不同。
如上所述，这四个直立的，伸长的浮筒121首尾相接而形成封闭环船体115。特别是每个浮筒121的每个末端121a、b与另一个浮筒121的一个末端121a、b相交以形成拐角128。例如，最好如图4和5所示，围绕基底120顺时针转动，第一浮筒121的第二末端121b与第二浮筒121的第一末端121a相交，第二浮筒121的第二末端121b与第三浮筒121的第一末端121a相交，以及第三浮筒121的第二末端121b与第四浮筒121的第一末端121a相交。在这个实施例中，每个浮筒121有矩形横截面，其与纵向轴122垂直。然而，一般来说，浮筒(如浮筒121)可以有任意合适的横截面几何形状，包括但不限于圆形、椭圆形、三角形等。
仍参考图4-6，每个浮筒121包括在立柱150下面并给予支撑的、在末端121a处的第一部分或节点124，在另一个立柱150下面并给予支撑的、在相对末端121b处的第二部分或节点128，在节点124、128之间轴向延伸的中间段126。第一节点124从第一末端121a轴向延伸至中间段126和通常与垂直于轴122的垂直面P124一致的隔板131，第二节点128从第二末端121b轴向延伸至中间段126和通常与垂直于轴122的垂直面P127一致的隔板134。由于两个浮筒121在每个拐角128和每个节点124、128处相交，应当理解，在底视图中，一个浮筒121的第一节点124与不同的浮筒121的第二节点128一致(和重叠)。在底视图(图4和5)中，中间段126是每个浮筒121唯一不与另一个浮筒121相交或重叠的部分。
每个节点124的下表面有表面积A124，每个节点128的下表面有表面积A128，每个中间段126的下表面有表面积A126。可以理解，每个节点124与一个节点128一致，并且因此，每个节点124的下表面积A124与每个节点128的下表面积A128相同。而且，在这个实施例中，每个节点124、128的下表面积A124、A128是相同的，每个中间段126的下表面积A126是相同的。
在底视图中，每个浮筒121具有垂直于其轴122测量的宽度W121。不同于传统浮筒通常具有沿着它们的整个长度的固定或均一的宽度，在这个实施例中，每个浮筒121的宽度W121随其长度L121而变化，即第一节点124有固定或均一的宽度W124，第二节点128有固定或均一的宽度W128，而在中间段126，宽度W121是变化的。特别是，每个中间段126可分成第一过渡部分126a、第二过渡部分126c和中间部分126b，第一过渡部分126a有宽度W126a，第二过渡部分126c有宽度W126c，中间部分126b在过渡部分126a、b之间轴向延伸并有宽度W126b。在从第一节点124轴向移动至中间部分126b的第一过渡部分126a中，宽度W126a递减。在从第一节点124轴向移动至中间部分126b的第二过渡部分126c中，宽度W126c递减，在中间部分126b中，宽度W126b是固定或均一的。在这个实施例中，宽度W124和宽度W128相同，然而，宽度W126b小于宽度W124和宽度W128两者。此外，宽度W126a、W126c分别从宽度W124、W128变化至宽度W126b。因此，每个浮筒121的宽度W121在节点124、128处最大(即宽度W124和宽度W128各代表每个浮筒121的最大宽度)，在中间段126的中间部分126b宽度最小(即宽度W126b代表每个浮筒121的最小宽度)。因此，每个浮筒121通常可描述为具有在底视图中的“犬骨”形状。
最好如图5和6所示，在底视图中，每个浮筒121在其轴122的各面上有一对横向侧壁136。在底视图中，在过渡部分126a、c中，当横向侧壁136朝向过渡部分126延伸时，它们朝向彼此交汇，并且在底视图中，在中间段126中，横向侧壁136通常平行于轴122延伸。特别是在过渡部分126a，c中，每个侧壁136在底视图中相对于轴122定向成锐角α。角α优选为30°至60°之间。在平台100的这个实施例中，每个侧壁136在过渡部分126a，c内定向呈大约45°的角度α。
不限于这个或任何特别理论，海上浮式结构(例如平台100)的起伏特性受结构的吃水深度和几何尺寸影响。关于几何尺寸，影响起伏的关键因素是下浮筒(例如浮筒121)的形状，特别是浮筒下表面的形状，其承受波浪作用的垂直力。浮筒下表面的形状可能通过“浮筒下表面积比”来表征，“浮筒下表面积比”定义为除掉节点的浮筒下表面积与浮筒的节点的总下表面面积的比率，如下所示：
Figure BPA00001648119400081
其中：SAnodes是浮筒节点的下表面积的总和；
SAremainder是浮筒除掉浮筒节点的下表面积之外的下表面积；以及
SApontoon是整个浮筒的下表面积。
在前面描述的平台100的实施例中，浮筒的节点124，128的下表面积之和是下表面积A124加上下表面积A128，每个浮筒121其余的总下表面积是下表面积A126。因此，对于前面描述的平台100的浮筒下表面积比是：
A 126 ( A 124 + A 128 )
一般地，浮筒下表面积比越小，则起伏越小。对于海上结构的大多数常规浮筒，浮筒的下表面积比通常在0.75至1.0之间。然而，对于“犬骨”型浮筒的实施例依照这里描述的原理(例如浮筒121)，浮筒下表面积比优选在0.45至0.6之间。特别是，每个前面描述的浮筒121具有大约0.54的浮筒下表面积比。
每个浮筒的下表面的形状也可以表征为“最小浮筒-立柱宽度比”，其被定义为在底视图中垂直于浮筒中心或纵向轴测量的浮筒的最小宽度与在底视图中垂直于浮筒中心或纵向轴测量的、在立柱和浮筒的相交部分处被浮筒支撑的立柱宽度(即立柱脚印的宽度)的比值，该比率如下：
Figure BPA00001648119400092
在前面描述的平台100的实施例中，每个立柱150的宽度W150沿其整个长度是均一的，并且因此，当垂直于浮筒121的轴122测量时，每个立柱150在其与浮筒121的相交部分处的宽度是宽度W150。另外，每个浮筒121的宽度W121沿中间部分126b最小，并且因此，每个浮筒121的最小宽度是宽度W126b。因此，对上面所述的“犬骨”型浮筒121，浮筒-立柱宽度比是：
W 126 b W 150
一般来说，浮筒-立柱宽度比越小，起伏越小。对多数用于海上结构的常规浮筒，浮筒-立柱宽度比通常在1.15和1.25之间。然而，对于平台100的浮筒121的实施例，浮筒-立柱宽度比优选小于1.0，且最优选在0.65到0.75之间。特别是，前面描述的每个浮筒121的浮筒-立柱宽度比约为0.7。
与用于传统的半潜式海上结构的浮筒(例如用于平台10的浮筒21)相比，这里描述的包括“犬骨”型浮筒(例如包括浮筒121的平台100)的实施例提供了减小船体重量和减少船体所需材料的可能性。而且，不限于这个或者任何特别理论，通过减小船体的下表面的垂直面积或表面积，相信这里描述的实施例提供了与传统海上平台相比减小起伏的可能性，特别是在浅吃水深度应用中(例如120英尺吃水深度应用)。与传统设计相比，通过减小吃水深度而不用大幅增加起伏，这里描述的实施例也提供了增加码头上部一体化的可能性。
不限于这个或任何特别理论，浮筒下表面积比和浮筒-立柱宽度比的优选范围提供了浮筒经受减小的起伏的可能性，同时提供了足够的强度和刚性。例如，如果浮筒下表面积比变得足够小，意味着在节点之外的浮筒的下表面积是相对小的，当承受海下载荷和扭矩时，浮筒可能不具有足够的强度和刚性。同样地，如果浮筒-立柱宽度比变得足够小，意味着浮筒的最小宽度是相对小的，当承受海下载荷和扭矩时，浮筒可能不具有足够的强度和刚性。
再次参照附图2-4，船体115的每个立柱150沿着直的中心轴或纵向轴155在第一端或上端150a和第二端或下端150b之间线性地延伸。每个立柱150的轴155垂直于每个浮筒121的轴122。甲板160连接到每个立柱150的上端150a，基底120连接到在两个浮筒121相交部分处的每个立柱150的下端150b。特别是，每个立柱150的下端150b位于每个浮筒121的一个节点124，128顶上。每个立柱150具有宽度W150，该宽度是在侧视图(图3)中垂直于轴155和垂直于在底视图(图4)中其连接到的浮筒121之一的轴122测量的。在这个实施例中，每个立柱150的宽度W150是相同的，并且沿着其整个长度是均一的。
在这个实施例中，每个立柱150是包括多个平行的，伸长的子立柱170的“多立柱”，每个子立柱170从甲板160的端部150a延伸至基底120的端部150b。每个伸长的，垂直的子立柱170平行于轴155定向且具有半径r170。而且在这个实施例中，每个子立柱170与其各自立柱150的轴155是等距的。在这个实施例中，每个立柱150由距离轴155等间隔的四个子立柱170组成，因此一般限定为具有大约等于子立柱半径r170四倍的宽度W150的方形立柱150。限定每个立柱150的四个子立柱170中间的间隙提供了用于储存锚泊缆和/或链条的空间。
现参考图7，一个子立柱170如图所示，应当明白的是船体115的每个子立柱170配置相同。子立柱170具有中心轴175，封闭的上端170a与其相应立柱150的端部150a一致，封闭的下端170b与其相应立柱150的端部150b一致。在这个实施例中，子立柱170分别包括在端部170a，b之间径向延伸的外管171，上端壁和下端壁或在端部170a，b处的盖172，和位于端部170a，b之间的管171内的多个轴向间隔的隔板173。每个端壁172和隔板173垂直于轴175定向。管171，端壁172和隔板173一起限定了在子立柱170内的多个垂直堆叠隔舱或单元174。端盖172封闭了子立柱170的端部170a，b，因此限制和/或阻止了流体通过端部170a，b流动进入单元174。
在这个实施例中，子立柱170包括三个单元174，即从上端170a轴向延伸的上部单元174，从下端170b轴向延伸的下部单元174，和在上部单元和下部单元174之间轴向延伸的中间单元174。为了清楚和进一步解释的目的，上部单元174也标记为174U，中间单元也标记为174I，和下部单元也标记为174L。最好如图3所示，当部署平台100用于海上作业时，每个上部单元174U延伸通过水101的表面102或设置在水101的表面102之上，每个中间单元171I至少部分设置在水101的表面102之下，和每个下部单元174L设置在海面102之下(即完全浸在水101中)。虽然每个子立柱170在这个实施例中包括三个单元174，一般地，每个子立柱(例如每个子立柱170)可包括任意数目的单元(例如两个，四个，五个等)。
每个单元174包括上端174a，与上端174a相对的下端174b，限定了单元174内的内部区域或腔室176i和单元174外部的外部或外面区域176o。在这个实施例中，轴向地在下部单元174L之上的每个单元174(即上部单元174U和中间单元174I)密封和水密性。因此，上部单元174U的腔室176i与外部区域176o和每个相邻单元174的腔室176i(例如中间单元174I的腔室176i)隔离和密封，并且中间单元174I的腔室176i与外部区域176o和每个相邻单元174的腔室176i(例如上部单元174U和下部单元174L的腔室176i)隔离和密封。特别是上部端盖172，隔板173，管171的部分限定了上部单元174U，其间的连接是水密性的，每个是完全无洞和口的；隔板173，管171的部分限定了中间单元174I，其间的连接是水密性的，每个是完全无洞和口的。换句话说，单元174U，174I的腔室176i和周围环境或者任何其他腔室176i互相不是流体联通的。因而，如在此使用的，术语“密封”和“水密性”用于描述腔室或单元是完全封闭并且与周围环境，任何相邻腔室或单元，或任何入口或出口导管(例如通风管等)在海上作业期间是不流体联通的。腔室或单元可能具有检修门，其允许周期性进入腔室或壳体内部以检查和/或维修，通过关闭这样的检修门在海上作业期间仍然保持“密封”和“水密性”。与传统的在其上端处包括开口的海上平台(例如平台10)立柱相反，在此描述的子立柱170的实施例在其上端170a不包括任何开口(例如进入升降通道，锚链筒，通风管等)。
在这个实施例中，每个轴向设置在最底部单元174(即下部单元174L)之上的腔室176i是完全填充有气体106，其有助于子立柱170，其相应立柱150和船体115的净浮力。因此，上部单元174U和中间单元174I的腔室176i填充有气体106。一般地，气体106可包括任何合适的气体或气体混合物，但是优选包括惰性，相对低成本的气体例如空气。由于上部单元174U和中间单元174I的腔室176i在海上作业期间密封，每个单元174U，174I内的气体106的体积在海上作业期间是恒定的。虽然在这个实施例中，下部单元174L之上的每个腔室176i是完全填充有气体106，在其他实施例中，一个或多个腔室(例如腔室176i)可包括固体压载物，液体压载物(例如海水)，或者其组合，腔室设置在最底部单元之上以实现子立柱(例如子立柱170)的所需浮力。
仍参考图7，不同于前述的上部和中间单元174U、174I，下部单元174L不与周围的环境隔离，不是密封或水密性的。特别是，下部单元174L包括浮力控制气体口178和水口179，每个与内部腔室176i流体连通。在这个实施例中，口178接近上端174a设置，而水口179接近下端174b设置。另外，在这个实施例中，每个口178、179穿过外管171的部分径向延伸，外管171限定了下部单元174L。可是，一般地，气口(如口178)和水口(如口179)可穿过下部单元(如下部单元174L)的其他部分延伸。例如，气口可穿过下部单元的上端处的隔板(如下部单元174L的上端174a处的隔板173)延伸；水口可穿过下部单元的下端处的下部端盖延伸；或其组合。然而，气口优选地置于接近或处在下部单元的上端(如下部单元174L的上端174a)，水口优选地置于接近或处在下部单元的下端(如下部单元174L的下端174a)。此外，任何穿过隔板延伸的通道(如口等)优选地完全密封并与邻近包括口的腔室(如下腔室)的腔室隔离。例如，在实施例中，气口178穿过下部单元174L的下端174a处的隔板173延伸，口178优选地与中间单元174L的腔室176i内的容纳物(如空气)隔离，并没有流体连通。
水口179实质上是下部单元174L的通孔或开口，可以允许在下部单元174L的内腔室176i和外部环境之间的流体连通。如前所述，当平台100部署用于海上作业时，下部单元174L淹没在水101中，因此，口179允许水101从下部单元174L的内腔室176i中流入或流出。可以理解的是，通过口179的流动不受阀或其他流体控制设备控制。因此，口179允许水自由流入或流出下部单元174L的腔室176i。尽管口179已被描述为“水”口，可以理解的是，气体比如空气也可以通过口179从下部单元174L的腔室176i中流入或流出。例如，如单元174L的腔室176i被完全充满空气，所充空气的某些可通过口179自由流出腔室176i。
浮力控制气体107可通过口178，被可控制地提供给下部单元174L的腔室176i，且下部单元174L的腔室176i内的浮力控制气体107可通过口178，可控制地从下部单元174L的腔室176i内排出。例如，浮力控制气体(如压缩空气)可通过口178泵入下部单元174L的腔室176i，下部单元174L的腔室176i内的浮力控制气体可通过口178放出。因此，口178的功能是作为浮力控制气体的入口和出口。浮力控制气体107通过口178流出或流入下部单元174L的腔室176i，可被阀178a控制。尽管浮力控制气体107可包括任何合适的气体，在此处所述的实施例中，浮力控制气体是空气。
如前所述，在本实施例中，浮力控制气体107可通过单独的口178提供给或流出下部单元174L的腔室176i。可是，在其他实施例中，可以使用分开的口向腔室(如腔室176i)提供气体(如气体107)和从腔体排出气体。例如，气体入口与腔室连接以为腔室提供气体，分离的、不同的气体出口可与腔室连接以从腔室排出气体。这样的入口和出口各优选地包括用于控制气体流动的阀。
由于浮力控制气体107(如空气)密度低于水101，下部单元174L的腔室176i内的任何浮力控制气体107将自然地上升到腔室176i在任何水101的上面，到达腔室176i内的上部。因此，处于或邻近下部单元174L的上端174a的定位口178，允许任何其中的气体107直接通过。由于下部单元174L的腔室176i中的水101将位于其中的任何气体107的下面，邻近下端174b的定位口179允许水101的流入和流出，而限制和/或阻止通过口179的任何气体107的损失。一般地，当腔室176i从上端174a到口179被气体107填充时，气体107仅通过口179离开下部单元174L的腔室176i。
在平台100的部署和作业期间，下部单元174L的浮力，由此相应的子立柱170和立柱150，和船体115的浮力，可通过控制每个下部单元174L的腔室176i内的气体107和水101的体积来变化。控制系统(未示出)基于多种因素自动控制阀178a，因此允许气体107被泵入或脱离腔室176i，所述因素包括但不局限于：船体115所需浮力，平台100的倾侧角，重量变化(例如顶侧重量，立管重量等)和船体115的所需吃水深度。
不受这个或任何特别理论限制，水101通过口179的流动取决于下部单元174L的深度和在那个深度水101的相关的静压，以及在腔室176i中的浮力控制气体107的压力(若有的话)。如果气体107的压力小于下部单元174L的腔室176i中的水101的压力，那么气体107将被压缩并且另外的水101将通过口179流入腔室176i。然而，如果下部单元174L的腔室176i中的气体107的压力大于下部单元174L的腔室176i中的水101的压力，那么气体107将膨胀并将水101通过口179推出腔室176i。因而，下部单元174L的腔室176i内的气体107将基于腔室176i中的气体107和水101之间的压差来压缩和膨胀。在平台100是部署和作业期间，气体107可通过入口178和相关阀178a泵入腔室176i，以增加下部单元174L内气体压力和体积并减小腔室176i内水101的体积，因此增加相应子立柱170，立柱150和船体115的浮力。相反，气体107可从腔室176i通过出口177和相关阀177a排出进入周围水101以减小腔室176i内气体107的压力和体积并增加腔室176i内水101的体积，因此降低了相应子立柱170，相应立柱150和船体115的浮力。
如前所述，单元174U，174I填充有气体106并与周围环境密封，然而，下部单元174L内的气体107的体积可控制和调整。在这个实施例中，单元174U，174I尺寸和配置使得即使下部单元174L填满水101，平台100也是净浮的。而且，由于单元174U，174I是密封和水密性的(即没有不密封的进入升降通道，储存锚泊链的锚链筒等)，平台100没有下溢角(即没有倾侧角，在此角度子立柱170的位置将被水淹)。
现在参考图8和9，示出了此处描述原理的多立柱浮式海上半潜式平台200的实施例。平台200被示出处于作业配置被部署于水体101中，并用锚泊系统212锚泊在作业场上。一般地，任何合适的锚泊系统(如绷腿锚泊、悬链锚泊等)可用于限制平台200的移动。除了用锚泊系统212代替钢筋束112之外，海上平台200本质上与前述的平台100相同。也就是，平台200包括浮式船体115，该船体有可调整的浮式水平基底120和多个可调整的浮式立柱150，每个都如前所述。每个立柱150是多立柱，包括如前所述的多个子立柱170。
半潜式平台200的每个子立柱170的单元174U、174I被填充气体106(如空气)，是密封和水密性的，且因此可容纳固定体积的气体106。然而，在每个下部单元174L内的气体107的体积能被如前所述地控制和调节。类似于上述的平台100，在这个实施例中，单元174U、174I的尺寸和配置使得即使下部单元174L被水101完全填充，平台200也是净浮的。另外，因为单元174U、174I是密封和水密性的(即没有不密封的进入升降通道，储存锚泊链的锚链筒等)，平台200没有下溢角(即没有倾侧角，在此角度子立柱170的位置将被水淹)
如前所述和如图7所示，每个子立柱170包括两个可容纳固定体积气体106的水密性单元174U、174I，轴向置于单元174U、I和下端170b之间的一个气-水可调节单元174L。然而，在其他实施例中，一个或多个水密性单元(如单元174U、174I)和一个或多个气-水可调节单元(如单元174L)的布置和相对位置可变化。例如，气-水可调节单元可轴向布置在两个水密性单元之间。另外，即使图7所示的子立柱170包括一个气-水可调节单元174L，在其他实施例中，任何一个或多个立柱或子立柱可包括多于一个气-水可调节单元。例如，子立柱可包括邻近其下端的两个气-水可调节单元和邻近其上端的两个水密性单元。
如前所述的实施例中，平台100、200包括由多个子立柱(如子立柱170)组成的立柱(如立柱150)。可是，在其他实施例中，船体的每个立柱可以不是由多个子立柱组成的多立柱。例如，船体的每个立柱(如船体115的每个立柱150)是由单个立柱组成，如图7所示。
在所述方式中，张力腿平台100和半潜式平台200的实施例是净浮的(即使气-水可调节单元174L全部被水淹)，另外没有下溢角。如现在将描述的，张力腿平台100和半潜式平台200的实施例是“无条件稳定的”。换句话说，平台100、200无论各自的钢筋束112或锚泊系统212的锚泊缆倾侧角和完整性如何，都不会倾覆。特别是，平台100、200的实施例被配置使得它们在力矩导致非零倾侧角时，能回到其垂直、直立位置(即甲板160直立)。因此，如这里使用的短语“无条件稳定”是指海上结构(如平台)无论钢筋束(如与TLP100关联的钢筋束112)或锚泊缆(如锚泊系统212的锚泊缆)的倾侧角和完整性如何，都不会倾覆。
海上平台的稳定性可用“扶正力矩”来描述，该力矩响应于导致倾侧角α的倾侧力矩作用在平台上。尤其是，扶正力矩是力矩或扭矩，其试图在产生倾侧角后使平台恢复到其垂直、直立位置(即没有倾侧角α)。相反地，“倾侧力矩”是力矩或扭矩，其试图使得平台从其垂直、直立位置倾斜并因此产生倾侧角α。例如，风作用在海上平台上产生倾侧力矩，开始使平台偏离垂直并产生倾侧角α。不限于此或其他特定理论，作用在海上平台上的倾侧力矩取决于多种外力，比如施加在平台上的风和波浪的作用，而扶正力矩取决于多种平台结构特征，比如吃水深度、浮力、重量、立柱中心距等。
计算作用在例如平台的海上结构上的倾侧力矩和扶正力矩，和在倾侧角α的范围上绘制曲线以评估平台的稳定性在造船工程领域是已知的。特别是，不同的造船工程标准(例如，建造和分类移动海上单元的ABS指南(the ABS Guide for Building and Classing MobileOffshore Units)2008-第一部分，第三章，第三节)要求不同海上结构的稳定曲线的生成和出版要依据标准，即在完整状况下(即船体隔舱无损坏)的恒定的100海里/小时的风，在损坏的状况下(即一个船体隔舱有损坏)的标准和恒定的50海里/小时的风(恒定)。现参考图10，示出了传统海上平台承受标准100海里/小时的风时的稳定性的示例性曲线。对于图10中模拟的常规平台，作用在平台上的扶正力矩随着倾侧角的增加而增加，最大至点1002。此后，扶正力矩随着倾侧角的增加而减小。在倾侧力矩和扶正力矩在点1004处的第二交点之外，扶正力矩小于倾侧力矩，因此，扶正力矩不足以使平台恢复至其垂直直立位置，且平台将会倾覆。
现在参考图11，示出了此处根据描述原理的平台(如平台100、200)承受标准100海里/小时(恒定)的风的示例性实施例的稳定性曲线。开始，扶正力矩随着倾侧角的增加而增加，达到第一峰值点1102。此后，扶正力矩随着倾侧角的增加而减小，达到点1104。然而，与图10中所示例的常规平台相反，作用在图10中模拟的示例性实施例的扶正力矩随着倾侧角的增加而增加并超过点1104。因此，图11中模拟的示例性实施例可描述为“无条件稳定”，因为无论由标准的、恒定的100海里/小时的风引起的倾侧力矩和相关的倾侧角如何，其可以回到其直立垂直的位置。
一般来说，如平台100、200的海上平台的稳定性取决于不同平台结构参数。如本领域所知，这些参数包括：
立柱(如立柱150)的中心间距(CC)；
每个立柱(如立柱150)的水平面面积(D2)；
平台的吃水深度(如从龙骨到水线的垂直距离)；
平台排水量(▽)；
干舷(FB)(即水线至立柱顶部的垂直距离)；以及
稳心高度(GM)(即平台重心至其稳心的距离)。
通过调节一个或多个上面列举参数，配置这里描述的平台100、200的实施例以显示如图11所说明的无条件稳定。在平台100、200的某些实施例中，上面列举参数按照以下不等式被设定：
&dtri; ( D 2 Draft CC ) GM < Z ( FB ) ,
其中Z＝6。
现在参考图12，示出了当承受标准的100海里/小时的的风时，为无条件稳定性而配置海上平台(如平台100、200)的方法的示意性流程图。尽管为方便起见按顺序描述，所示的至少某些功能可以以不同的顺序和/以并行方式执行。此外，某些实施例可仅实现所示功能中的某些。在某些实施例中，图12中的至少某些操作可实现为储存在计算机可读介质中的指令，并被计算机执行。
在方框1202中，每个参数的初始值被设定已用于确定平台稳定性。如，GM、FB、▽、吃水深度、D2和CC的初始值可被设定。参数的初始值可基于设计考虑的变化而设定，设计考虑包括而不限于材料成本、建造场地、运输限制、现有平台的参数值、期望性能特征、预期海上环境等。例如，吃水深度可初始定为125英尺，中心距定为150英尺等。因此，对每个参数，限制参数变化程度的范围值和指定参数改变的量的增量值被设定。范围和增量值基于类似于用来确定初始值(如每个参数的可接受数值的已知范围)的那些考虑加以确定。
在方框1204中，针对操作选择第一参数。在方框1206中，包括现有参数值的平台针对稳定性被评估。更具体地，平台的扶正力矩对所有倾侧角被评估。参考现有参数值配置平台和生成平台扶正力矩的值(如对应于图11的曲线的值)的技术为造船工程领域技术人员熟知。
在方框1208中，如果正在评估的平台的扶正力矩针对所有的非零倾侧角都大于0，和/或扶正力矩值的增加(正斜率)跟随着扶正力矩值的减小(负斜率)，那么平台被评估认为是无条件稳定。在对应于无条件稳定平台的参数集被确定后，此方法可结束，或者可继续确定对其他无条件稳定平台的另外的参数集。
如果在方框1208中，扶正力矩不是针对所有非零倾侧角都大于0，和/或如果扶正力矩值在减小之后不增加，则在方框1210中，参数值针对参数范围被检查。如果所有指定范围内的参数值没有被评估，那么参数值依据相应的增量值被递增，且依据现有参数值的平台在方框1206被评估。
如果在方框1210中，已确定指定范围内的所有参数值已被评估，则在方框1214中，针对操作选择下一参数。被选择的参数在方框1212中被递增，平台的评估在方框1206中继续。
尽管已经示出和描述了优选实施例，本领域技术人员可在不脱离范围或在此的教导下进行修改。这里所述的实施例仅是示例性和非限制性的。这里描述的系统、设备和方法的变化和修改是可能的且在本发明范围内。例如，不同部分的相对尺寸、不同部分的材质以及其他参数可能变化。因此，保护范围不限于这里描述的实施例，而仅限于所附的权利要求，该范围应当包括权利要求的主题的所有等同形式。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.根据权利要求14的平台，其中每个子立柱的第二单元从对应的子立柱的下端轴向延伸。
2.根据权利要求17的平台，其中每个子立柱的第一单元的内腔室都用空气完全填充。
3.根据权利要求17的平台，其中每个子立柱的第二单元进一步包括与第二单元的内腔室和第二单元外的外部区域进行流体连通的口。
4.根据权利要求18的平台，其中所述第一浮筒具有在底视图中垂直于所述第一浮筒的纵轴测量的最小宽度Wmin，所述第一立柱的下端具有在底视图中垂直于所述第一浮筒的纵轴测量的宽度Wcolumn；以及
其中宽度Wmin和宽度Wcolumn的比值在0.65至0.75之间。
5.根据权利要求18的平台，其中第一节点有下表面积A1，第二节点有下表面积A2，以及中间段有下表面积A3；以及
其中面积A3与面积A1和面积A2之和的比值在0.45至0.60之间。
6.一种用于海上钻井和/或生产作业的平台，包括：
设备甲板，配置为设置在水面以上；
浮力船体，连接至所述设备甲板并被配置为延伸至水面以下；
其中船体包括：
第一立柱和第二立柱，每个立柱都具有连接至甲板的上端和远离甲板的下端；
第一伸长浮筒，在所述第一立柱和所述第二立柱之间延伸；
其中所述第一立柱包括：多个伸长的平行子立柱，以及位于多个子立柱之间的、配置为容纳和储存锚泊缆的间隙；
其中每个子立柱都具有中心轴、在所述第一立柱上端处的上端、在所述第一立柱下端处的下端、和在所述上端和所述下端之间垂直堆叠的多个单元，其中每个单元都限定了单元内的内腔室和单元外部的外部区域；
其中每个子立柱的多个单元包括：从所述第一子立柱的上端轴向延伸的第一单元，和轴向地位于所述第一单元和所述第一子立柱的下端之间的第二单元；
其中所述第二单元包括：气口，被配置为向所述第二单元的内腔室提供浮力控制气体；以及
口，被配置为允许水自由流入和流出所述第二单元的内腔室。
7.根据权利要求14的平台，其中每个气口都被配置为释放对应第二单元的内腔室中的至少部分浮力控制气体。
8.根据权利要求15的平台，其中每个子立柱都包括阀，该阀被配置为控制通过对应气口的浮力控制气体的流动。
9.根据权利要求14的平台，其中每个子立柱的第一单元是水密性的且至少部分地用空气填充。
10.根据权利要求14的平台，其中所述第一浮筒具有纵向轴、连接至所述第一立柱的第一末端、和连接至所述第二立柱的第二末端；
其中所述第一浮筒包括：设置于浮筒的第一末端处并位于所述第一立柱的下端下面的第一节点，设置于浮筒的第二末端处并位于所述第二立柱的下端下面的第二节点，和从所述第一节点到所述第二节点轴向延伸的中间段，
其中所述第一节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W1，所述第二节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W2，以及所述中间段具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W3；
其中所述中间段包括：第一过渡部分、第二过渡部分和从所述第一过渡部分轴向延伸至所述第二过渡部分的中间部分；
其中所述第一过渡部分从所述第一节点轴向延伸至所述中间部分，所述第二过渡部分从所述第二节点轴向延伸至所述中间部分；以及
其中在从所述第一节点轴向移动至所述中间部分的所述第一过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减，在从所述第二节点轴向移动至所述中间部分的所述第二过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减。
11.一种用于海上钻井和/或生产作业的平台，包括：
设备甲板，配置为设置于水面以上；
浮力船体，连接至所述设备甲板并被配置为延伸至水面以下；
其中所述浮力船体被配置为产生跟随有扶正力矩的增加值的扶正力矩的减小值。
12.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为产生扶正力矩，且所述扶正力矩在所有非零倾侧角下是正值。
13.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为产生扶正力矩，且所述扶正力矩具有在局部最小值之后的正斜率。
14.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为当扶正力矩值从大于倾侧力矩值变化至小于倾侧力矩值时，产生扶正力矩的增加值。
15.一种设计海上平台的方法，所述方法包括：
（a）为影响所述海上平台的稳定性的多个参数的每一个设定初始值；
（b）为多个参数的每一个设定上限和下限，其中每个参数的上限和下限限定每个参数的范围；
（c）在（a）和（b）之后，改变所述多个参数的第一个；
（d）通过计算机，针对在（c）期间的第一多个增加的倾侧角的每一个，确定所述海上平台的第一多个扶正力矩，其中所述倾侧角起因于由恒定的100海里/小时的风产生的倾侧力矩；
（e）通过计算机，针对在（d）期间的为非零的第一多个倾侧角的每一个，确定所述第一多个扶正力矩的每一个是否大于零；以及
（f）通过计算机，确定所述第一多个扶正力矩值在（d）期间值减小之后值是否增加。
16.根据权利要求24的方法，进一步包括：
（g）确定所述多个参数的第一个是否已在所述多个参数的第一个的范围上改变；
（h）在（f）之后改变所述多个参数的第二个；
（i）通过计算机，针对在（h）期间的第二多个增加的倾侧角的每一个，确定所述海上平台的第二多个扶正力矩，其中所述倾侧角起因于由恒定的100海里/小时的风产生的倾侧力矩；
（j）通过计算机，针对在（h）期间的为非零的第二多个倾侧角的每一个，确定所述第二多个扶正力矩的每一个是否大于零；以及
（k）通过计算机，确定所述第二多个扶正力矩值在（h）期间值减小之后值是否增加。
17.根据权利要求25的方法，其中所述多个参数包括：多个立柱的中心至中心的间距；
多个立柱的每一个的水平面面积；
海上平台的吃水深度；
海上平台的排水量；
多个立柱的每一个的干舷；以及
海上平台的稳心高度。

Claims (23)

1.一种海上钻井和/或生产作业平台，包括：
设备甲板，配置为设置于水面以上；
浮力船体，连接至所述设备甲板并被配置为延伸至水面以下；
其中所述船体包括：
第一立柱，具有中心轴、连接至甲板的上端、远离甲板的下端、和在上端和下端之间轴向堆叠的多个单元，每个单元都在单元内限定内腔室并且在单元外部限定外部区域；
其中所述多个单元包括：从第一子立柱的上端延伸的第一单元和轴向地位于所述第一单元下面的第二单元；
其中所述第一单元是水密性的；
其中所述第二单元包括气口，该气口配置为向所述第二单元的内腔室提供浮力控制气体。
2.根据权利要求1的平台，其中所述气口被配置为从所述第二单元的内腔室中排出至少部分浮力控制气体。
3.根据权利要求2的平台，其中所述第二单元从所述第一子立柱的下端轴向延伸。
4.根据权利要求1的平台，其中所述第一单元的内腔室用空气完全填充。
5.根据权利要求2的平台，其中所述第二单元进一步包括与第二单元的内腔室和第二单元外的外部区域进行流体连通的口。
6.根据权利要求5的平台，进一步包括阀，配置用于控制所述浮力控制气体通过所述第二单元的气口的流动。
7.根据权利要求1的平台，其中轴向设置在所述第二单元和所述第一子立柱的上端之间的多个单元是水密性的且至少部分地用空气填充。
8.根据权利要求1的平台，其中所述第一立柱是子立柱。
9.根据权利要求1的平台，进一步包括：
第二立柱，具有中心轴、连接至甲板的上端、及远离甲板的下端；
第一伸长浮筒，在所述第一立柱和所述第二立柱之间延伸；
其中所述第一浮筒具有纵轴、连接至所述第一立柱的第一末端、及连接至所述第二立柱的第二末端；
其中所述第一浮筒包括：设置于浮筒的第一末端处并位于所述第一立柱的下端下面的第一节点，设置于浮筒的第二末端处并位于所述第二立柱的下端下面的第二节点，和从所述第一节点到所述第二节点轴向延伸的中间段；
其中所述第一节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W1，所述第二节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W2，以及所述中间段具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W3；
其中所述宽度W3随着从第一节点轴向移动到第二节点而变化。
10.根据权利要求9的平台，其中所述中间段包括：第一过渡部分、第二过渡部分和从所述第一过渡部分轴向延伸至所述第二过渡部分的中间部分；
其中所述第一过渡部分从所述第一节点轴向延伸至所述中间部分，所述第二过渡部分从所述第二节点轴向延伸至所述中间部分；以及
其中在从所述第一节点轴向移动至所述中间部分的所述第一过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减，在从所述第二节点轴向移动至所述中间部分的所述第二过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减。
11.根据权利要求9的平台，其中所述第一浮筒具有在底视图中垂直于所述第一浮筒的纵轴测量的最小宽度Wmin，所述第一立柱的下端具有在底视图中垂直于所述第一浮筒的纵轴测量的宽度Wcolumn；以及
其中宽度Wmin和宽度Wcolumn的比值在0.65至0.75之间。
12.根据权利要求9的平台，其中第一节点有下表面积A1，第二节点有下表面积A2，和中间段有下表面积A3；以及
其中面积A3与面积A1和面积A2之和的比值在0.45至0.60之间。
13.根据权利要求9的平台，其中每个立柱包括多个伸长的平行子立柱，每个子立柱具有中心轴，封闭的上端、与上端相对的下端，和在所述上端和所述下端之间轴向堆叠的多个单元；
其中每个子立柱的每个单元限定单元内的内腔室和单元外部的外部区域；
其中每个子立柱的多个单元包括：从子立柱上端轴向延伸的第一单元，和轴向地位于所述子立柱的第一单元下面的第二单元；
其中每个子立柱的第一单元是水密性的；
其中每个子立柱的第二单元包括：
气口，被配置为向所述第二单元的内腔室提供浮力控制气体，以及从所述第二单元的内腔室中排出至少部分浮力控制气体；
口，与所述第二单元的内腔室和所述第二单元外的外部的区域流体连通。
14.一种用于海上钻井和/或生产作业的平台，包括：
设备甲板，配置为设置在水面以上；
浮力船体，连接至所述设备甲板并被配置为延伸至水面以下；
其中船体包括：
第一立柱和第二立柱，每个立柱都具有连接至甲板的上端和远离甲板的下端；
第一伸长浮筒，在所述第一立柱和所述第二立柱之间延伸；
其中所述第一立柱包括多个伸长的平行子立柱，所述子立柱包括第一子立柱，所述第一子立柱具有中心轴、在所述第一立柱上端处的上端、在所述第一立柱下端处的下端、和在所述上端和所述下端之间垂直堆叠的多个单元，每个单元都限定单元内的内腔室和单元外部的外部区域；
其中所述多个单元包括：从所述第一子立柱的上端轴向延伸的第一单元，和轴向地位于所述第一单元和所述第一子立柱的下端之间的第二单元；
其中所述第二单元包括：气口，被配置为向所述第二单元的内腔室提供浮力控制气体；以及
口，被配置为允许水自由流入和流出所述第二单元的内腔室。
15.根据权利要求14的平台，其中所述气口被配置为释放所述第二单元的内腔室中的至少部分浮力控制气体。
16.根据权利要求15的平台，进一步包括阀，该阀被配置为控制通过所述气口的浮力控制气体的流动。
17.根据权利要求14的平台，其中所述第一单元是水密性的且至少部分地用空气填充。
18.根据权利要求14的平台，其中所述第一浮筒具有纵轴、连接至所述第一立柱的第一末端、和连接至所述第二立柱的第二末端；
其中所述第一浮筒包括：设置于浮筒的第一末端处并位于所述第一立柱的下端下面的第一节点、设置于浮筒的第二末端处并位于所述第二立柱的下端下面的第二节点、和从所述第一节点到所述第二节点轴向延伸的中间段，
其中所述第一节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W1，所述第二节点具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W2，以及所述中间段具有在底视图中垂直于纵轴测量的宽度W3；
其中所述中间段包括：第一过渡部分、第二过渡部分和从所述第一过渡部分轴向延伸至所述第二过渡部分的中间部分；
其中所述第一过渡部分从所述第一节点轴向延伸至所述中间部分，所述第二过渡部分从所述第二节点轴向延伸至所述中间部分；以及
其中在从所述第一节点轴向移动至所述中间部分的所述第一过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减，在从所述第二节点轴向移动至所述中间部分的所述第二过渡部分中，所述中间段的宽度W3递减。
19.根据权利要求14的平台，进一步包括从船体延伸的多个锚泊缆或钢筋束。
20.一种用于海上钻井和/或生产作业的平台，包括：
设备甲板，配置为设置于水面以上；
浮力船体，连接至所述设备甲板并被配置为延伸至水面以下；
其中所述浮力船体被配置为产生跟随有扶正力矩的增加值的扶正力矩的减小值。
21.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为产生扶正力矩，且所述扶正力矩在所有非零倾侧角下是正值。
22.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为产生扶正力矩，且所述扶正力矩具有在局部最小值之后的正斜率。
23.根据权利要求20的平台，其中所述浮力船体被配置为当扶正力矩值从大于倾侧力矩值变化至小于倾侧力矩值时，产生扶正力矩的增加值。
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