CN103221302A - 用于涡激运动性态的半潜式浮动结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供带有立柱（6）和连接在立柱之间的浮箱（10）的半潜式海上平台（5），所述立柱在每个立柱的底部上具有扩大底座（8）。扩大立柱底座的高度可以至少与浮箱高度相同，在至少一个实施方式中，其可以大约为平台吃水的50%。扩大底座可以改变底座和立柱周围的水流形状以降低VIM。底座一外角落区可按一角度加工。可选地，立柱下部分可向外水平延伸，以形成具有类似特征的有效扩大底座。在一些实施方式中，浮箱体积可以与底座扩大成反比地减少，以具有同等的总浮力。

Description

用于涡激运动性态的半潜式浮动结构

相关申请的交叉引用

本国际专利申请要求2011年2月11日提交的美国专利申请No.13/025462的优先权，该美国专利申请要求2010年11月9日提交的美国临时专利申请No.61/411676的权益。

有关联邦政府赞助的研究或开发的声明

不适用。

附录引用

不适用。

技术领域

本发明涉及深吃水半潜式浮动钻采结构用的系统和方法。更特别的是，本发明涉及用以最小化涡激运动的半潜式浮动结构用的系统和方法。

背景技术

大多数用于海上钻采的传统半潜式海上平台包括具有足够浮力以将工作平台支撑于水面之上的壳体。壳体一般包括支撑至少三个竖直立柱的至少两个水平浮箱，竖直立柱支撑甲板平台于水面之上。半潜式平台主要由于其海上展开时的可允许运动、成本效率和码头区甲板上部联合的能力，已经变成作为恶劣环境中的使用延伸到海底的钢悬索立管（SCR）的湿式采油树浮动支承体的有利选择。

图1是表示传统半潜式浮动海上平台设计的示意性透视图，图中只示出了壳体的水下部分。在深吃水操作形态中，传统半潜式浮动海上平台1在水体中展开，并且通过锚链（未示出）锚固到海底。海上平台1一般包括至少三个、通常四个立柱2，这些立柱彼此分开并从平台底座3竖直延伸。在本例中，底座由与立柱2的底部2A联接的至少三个、通常四个浮箱4形成。每个浮箱4延伸在两个立柱底部之间。每个立柱2的典型吃水对于浅吃水平台约20-25米（m），而对于深吃水平台则约35-45m。海上平台1一般通过锚链30锚泊到海底（未示出），锚链30穿过连接在立柱下端的锚链导缆器31延伸。

例如吃水20m的传统半潜式平台具有涡激运动（VIM），由于源自浅吃水的小VIM激励，该涡激运动是可接受地小。涡激运动（VIM）或涡激振动（VIV）是由外部流的周期不规则性在面对外部流的物体上所引发的运动。术语VIM一般应用于锚泊浮动结构，术语VIV应用于SCR和其它立管。流体具有某种粘性，围绕物体如水中柱体的液流在与其表面接触时减慢，形成边界层。在某一点，该边界层可能从物体分离。于是涡流形成，改变沿表面的压力分布。当涡流不是相对物体中平面围绕物体对称形成时，则在物体的每一侧上形成不同的升力，因而导致横向于液流的运动。VIM和VIV是海上石油勘探开发平台、立管、和其它结构的疲劳损坏的重要源由。这些结构既经受液流又经受上下（top-end）船体运动，其导致流-结构的相对运动。相对运动会导致VIM/VIV“锁定”。“锁定”在折合速度时发生，U_rn是取决于流动条件的临界范围，可根据下式表示：

5<U_r=uT_n/D<7

U_r:基于锚泊浮动结构的固有周期的折合速度

u：液流速度（米/秒）

T_n:浮动结构在没有海流的静水中的固有周期（秒）

D：立柱的直径或宽度（米）

锁定在涡脱频率变为接近结构的固有振动频率时发生。锁定发生时，会导致大的和破坏性的振动。

已经知道，与带有较短立柱的浅吃水半潜式平台相比，深吃水半潜式平台遭受较长立柱的增加的激励长度所导致的VIM。

因此，仍存在提高半潜式浮动结构、特别是深吃水半潜式浮动结构关于VIM的性态的需求。

发明内容

本发明提出带有立柱和联接在立柱之间的浮箱的半潜式海上平台，所述立柱在每个立柱的底部上具有扩大底座。扩大底座形成具有从立柱周边向外水平延伸的水平尺寸的立柱底部部分。扩大底座可以从与所述至少一个立柱底座联接的立柱起向外延伸该立柱的宽度的至少10%。在一些实施方式中，扩大底座可以从立柱起朝所有方向这里“对称”地延伸，而在其它实施方式中，扩大底座可以从立柱起朝少于所有方向的方向这里“非对称”地延伸。扩大底座可以是单一体积体，或是多个不连接的体积体。扩大底座改变围绕底座和立柱的流动型式，因此破坏涡脱规律性（coherence）。这种扩大底座的一个例子是与立柱同心的45度旋转方形体。该旋转方形底座的内角落区可以经过加工，以便与浮箱宽度吻合。该方形底座的外角落区也可为构造方便或其它设计考虑而进行加工。尽管底座高度可以相对浮箱高度从更低向更高变化，但扩大底座的高度一般与浮箱高度至少相同，并且在一些实施方式中要更高。当扩大底座高于浮箱时，底座顶部处在浮箱顶部与平台浮于其中的水面之间的高度。在至少一个实施方式中，底座高度可以在平台吃水的20%到60%之间。在一些实施方式中，浮箱体积可以与底座扩大成反比地减少，以便有同等的总浮力。底座本身可以在底座的底部附近进一步增加尺寸，以适应其它要求，如码头区处的浮力。

可以相信的是，扩大底座破坏沿立柱长度的涡脱规律性，因此降低VIM。还可相信的是，某种程度上中断了沿立柱长度的涡脱规律性，减少立柱的有效VIM激励长度。显示出立柱之间的涡脱的同步性也有某种程度中断。期待VIM应小于类似的具有恒定横截面立柱的深吃水半潜式平台。可以相信的是，底座和其对立柱型廓的结构中断，形成中断整体涡流的干扰涡流。干扰涡流的产生对于通常追求限制涡流产生和寻求提供海上结构周围平稳流动的典型工业设计努力在常识上是相悖的。另外，高于传统浮箱，则通过提供更大阻尼使VIM甚至更小。

本发明提供具有改进的涡激运动的半潜式浮动海上结构，该海上结构包括：与一甲板连接并彼此分开的多个立柱，立柱具有从立柱底部到甲板测量的立柱高度；与至少两个立柱连接的至少两个立柱底座，立柱底座具有底座高度；及与所述立柱、立柱底座或它们的组合中的至少之一连接的至少两个浮箱，浮箱具有浮箱高度；其中，海上结构具有用于浮动在水中的吃水高度，至少一个立柱底座的底座高度为吃水高度的20%-60%，并且所述至少一个立柱底座的延伸宽度为与所述至少一个立柱底座相联接的立柱的宽度的至少10%。

本发明提供改进半潜式浮动海上平台的涡激运动的方法，海上平台具有：与一甲板相联接并彼此分开的多个立柱，立柱具有从立柱底部到甲板测量的立柱高度；与至少两个立柱相联接的至少两个立柱底座，立柱底座具有底座高度；及与所述立柱、立柱底座或它们的组合中的至少之一相联接的至少两个浮箱，浮箱具有浮箱高度；其中，海上结构具有用于浮在水中的吃水高度，并且至少一个立柱底座的底座高度为吃水高度的至少20%-60%，所述至少一个立柱底座的延伸宽度为与所述至少一个立柱底座连接的立柱的宽度的至少10%，该方法包括：允许水流经过海上结构；当水流经过立柱和立柱底座时，在至少一个所述立柱及与立柱相联接的立柱底座周围产生干扰涡流，来破坏海上结构周围的涡脱的规律性。

附图说明

图1是表示传统半潜式浮动海上平台设计的示意性透视图，该图只示出壳体的水下部分。

图2A是表示根据这里教导的带有扩大立柱底座的示例性半潜式浮动海上平台的示意性透视图。

图2B是图2A的示例性半潜式浮动海上平台的示意俯视图。

图2C是图2A的示例性半潜式浮动海上平台的示意侧视图。

图2D是表示图2B的示例性半潜式浮动海上平台的变型的示意性透视图。

图3A是表示根据这里教导的带有扩大底座的可替换的示例性半潜式浮动海上平台的示意性透视图。

图3B是与图3A所示实施方式类似的可替换的示例性半潜式浮动海上平台的示意侧视图，主要不同在于浮箱相对底座的高度。

图4A是示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。

图4B是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。

图4C是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。

图4D是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。

图4E是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。

图5是另一示例性半潜式浮动海上平台的示意俯视图。

图6是用于对比传统半潜式浮动海上平台设计与这里描述的新设计的各种实施方式之间的性态的各种测试构型的涡激运动（VIM）图。

具体实施方式

上述附图和下面对特殊结构及功能的书面描述并非呈现来限定申请人所提出发明的范围或所附权利要求的范围。所述附图和书面描述而是提供来教导本领域技术人员如何实现和使用寻求专利保护的发明。本领域技术人员会认识到的是，出于清楚和理解原因，不是本发明的商业实施方式的所有特征都被描述或示出。本领域技术人员还会认识到的是，对包括本发明一些方面的实际商业实施方式的开发还要求许多具体实施决策，以达到开发者对于所述商业实施方式的最终目标。这些具体实施决策可以包括可随具体实施、地点、和不同时间变化的与系统相关、商业相关、政府相关和其它的约束的顺从性，但可能地并不限于此。即便开发者的努力可能在绝对意义上是耗时的和复杂的，但这种努力对于受益于本发明公开的本领域普通技术人员来说会是常规任务。必须明白的是，这里公开和教导的本发明可以有许多种不同的改变和替代方式。单数词汇如“a”、但不限于“a”的使用，并不意在对物件数量的限制。同样，关系词汇如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“侧”和类似词汇但又不限于它们的使用，出于清楚特别参照附图在书面描述中使用，而并不意在限制所附权利要求或本发明的范围。适当时，某些零件用数字后带字母字符来标注，以表示数字编号零件的特殊构件，以便有助于结合附图描述结构，但是除非特别指出，其在权利要求中并不是限制性的。当整体上提及这类构件时，使用没有字母的数字。另外，这些标注并不限制可用于该功能的构件数目。

本发明提出一种带有立柱并带有联接在立柱之间的浮箱的半潜式海上平台，在每个立柱底部上都具有一扩大底座。扩大立柱底座的高度可以与浮箱高度至少相同，并且在至少一个实施方式中可以为平台吃水的大约50%。扩大底座可以改变底座和立柱周围的液流形状以降低VIM。底座的外角落区可以按一角度加工。可选地，立柱的下部分可以向外水平延伸，以便形成具有类似特征的有效扩大底座。在一些实施方式中，浮箱体积可以与底座扩大成反比地缩小，以便具有同等的总浮力。

图2A是表示根据此处教导的带有扩大立柱底座的示例性半潜式浮动海上平台的示意性透视图。图2B是图2A的示例性半潜式浮动海上平台的示意俯视图。图2C是图2A的示例性半潜式浮动海上平台的示意侧视图。这些附图将彼此相结合来进行描述。示例性海上平台5可以包括彼此分开并且竖直延伸到甲板21的四个立柱6，但也可使用更少或更多的立柱。立柱6与立柱底座8相联接。立柱底座8通常围绕立柱相对立柱6扩大，因此这里称为是“对称”的，但是围绕立柱扩大或延伸的量可以变化。立柱底座8的底座横截面尺寸“B”大于立柱6的相应立柱横截面尺寸“C”，其中，这些尺寸从相关结构的外侧进行测量。至少一个立柱底座超过与该底座相联接的立柱延伸这里称为延伸宽度“E”的量。延伸宽度E的量可以为与所述至少一个立柱底座相联接的立柱的宽度的至少10%，超过立柱至少20%、有利地至少30%。下面将广义地使用术语“宽度”，该术语“宽度”用于表示从立柱一侧经过立柱中间到一相对外侧点的穿过立柱或底座的平均宽度，如果立柱为圆形或椭圆形，则穿过圆形立柱的平均宽度。例如，矩形立柱的宽度是垂直于边侧测量的。六边形或八边形立柱具有从一面到相对面经过八边形中心垂直测量的宽度。圆形立柱具有经过直径的宽度。矩形立柱的宽度为来自经过短边和长边的垂直尺寸的平均值。椭圆立柱的宽度是来自经过椭圆中心的短轴和长轴的平均值。对于没有直接对齐的相对边的异形立柱，如三角形或五边形，宽度可以垂直于一边经过立柱中心到相对角来进行测量。这样，在至少一个实施方式中，底座超过立柱的最小延伸可以这样来确定：测量立柱宽度并将该尺寸乘以10%，以确定超过立柱的底座延伸量。

立柱底座可以具有底座高度“H_B”，立柱可以具有从立柱底部26到甲板21的立柱高度H_C。立柱底座8可以有效地替代没有底座的传统立柱6的一部分长度，使立柱长度有效地为H_C’，这样就缩短了与经过立柱的水流相关的有效立柱长度。立柱底座8可以围绕立柱6的一部分，或者与立柱底部相联接。锚链30一般通过锚链导缆器31与立柱底座8滑动连接。

在深吃水操作形态中，半潜式浮动海上平台5可以在水体中展开。一般地，吃水“H_D”从结构底部到平均水面22进行测量。在至少一些实施方式中，底座高度H_B可以为半潜式浮动海上平台的吃水H_D的一较大百分比，如约20%-60%和它们之间的任何增量百分比（如21%-59%、30%-50%、20.1%-59.9%，如此等等），更严格地约为40%-60%和它们之间的任何增量百分比，有利地约为吃水的50%。

立柱底座8通过浮箱7联接在一起，以形成平台底座10。一般说来，任何给定立柱、与立柱相联接的立柱底座、或它们的组合，将与至少两个浮箱相联接，以形成浮箱和立柱/底座的封闭组件。浮箱7具有浮箱宽度“P”和浮箱高度“H_P”。在图2A中所示的示例性实施方式中，浮箱的宽度基本恒定。底座高度H_B一般至少与浮箱高度H_P相同。在一些实施方式中，底座高度H_B大于浮箱高度H_P，从而底座8的顶部28布置于浮箱顶部27与水面22之间。

扩大立柱底座有助于破坏沿整个立柱长度的涡脱的规律性。得到证实的是，破坏规律性是当水流经过立柱和立柱底座时在立柱和立柱底座周围产生干扰涡流的附加结构所造成的。干扰局部涡流对抗对于浮动海上结构的整体涡流，以便在涡流中产生局部扰乱。在传统的海上船只设计中通常应避免这些局部扰乱。但是，本发明者意识到，有意产生这种局部涡流可以有效用于扰乱对浮动海上结构的整体涡流，降低整体VIM。

在至少一个实施方式中，立柱底座8的侧面25可以与立柱6的侧面24成角度“α”地取向，从而立柱底座相对立柱有效地被“转动”。相对在平台5一给定侧面上的立柱之间所划的线16的角度“α”可以在10-80度之间，可以是它们之间的任何角度，有利地在30-60度之间，更有利地为45度。应理解的是，角度测量并不意味着应是准确测量，而是意在描述对于这种大型结构在通常的工程和结构参数中的角度。可以构造（“加工”）内角落区23，以便与配套浮箱7的宽度吻合。作为选择，外角落区9也可经过加工以适应构造需要。加工角落区的角度“β”的量可以与立柱底座的角度“α”的量相似。在描述每个角落区9、23时，可以理解的是，底座的其他角落区可以类似地形成。

另外，当底座转动时，可以调节底座在被转动侧面在立柱外的延伸宽度E’的合成量，以满足预先建立的底座延伸超过立柱的百分比标准。

与传统半潜式浮动海上平台相比，平台底座3总体积百分比可以转变到扩大的立柱底座8，从而降低浮箱7总体积百分比。该转变有效地降低海上平台5上的沉重载荷，因为对于每个立柱6作用在远分开的立柱底座8上的波浪力，由于波相位，不会同时达到最大。在一非限定例子中，浮箱7可以大约为10m（米）宽及12m高。浮箱的典型长度可以约为48m。底座8的典型高度H_B可以约为20m，立柱6的典型吃水可以从立柱底部26到水面22约为41m高。立柱6可以在水面22以上到甲板21另外延伸20m高，从而从底部26到甲板21的立柱6的总高度Hc约为61m，立柱的有效高度H_C’为41m，即立柱高度与底座高度之差。在立柱底部26上的立柱底座8有效地缩短立柱6在遇到立柱底座8之前的立柱长度，有助于破坏立柱与立柱底部之间的涡脱的规律性。

图2D是表示图2B的示例性半潜式浮动海上平台的一变型的示意性透视图。平台5包括多个与立柱底座8相联接的立柱6和连接在它们之间的浮箱7。立柱底座8和浮箱7形成平台底座10。立柱6和立柱底座8的横截面形状整体为圆形。立柱底座8的横截面尺寸B大于立柱6的横截面尺寸C，以留出超过底座的延伸宽度E，如上面描述的。如果适当，立柱6的内表面23’可以进行加工，以便与浮箱7连接。

图3A是表示根据此处教导的带有扩大底座的可替换的示例性半潜式浮动海上平台的示意性透视图。图3B是与图3A所示实施方式类似的可替换的示例性半潜式浮动海上平台的示意侧视图，但主要区别在于浮箱相对底座的高度。这些图将彼此结合进行描述。

半潜式浮动海上平台5可以包括与立柱6相结合的有效立柱底座8’。立柱底座8’可以由立柱水平延伸部11形成，立柱水平延伸部11在立柱6的一个或多个外侧面上与立柱6的下部分相联接，没有围绕整个立柱，因此这里称为是“不对称”的，其中不对称的量可以变化。水平延伸部11在该区域中有效地扩大立柱6，形成如参照图2A-2D中的立柱底座8运行的包括立柱水平延伸部的有效立柱底座8’。有效立柱底座8’的横截面尺寸B大于立柱6的横截面尺寸C，从而产生立柱底座8’相对立柱6的延伸宽度E。因此有效地缩短了立柱6在遇到有效立柱底座8’之前与围绕立柱外部部分的水流相关的长度。立柱水平延伸部11在立柱6的外部部分上于立柱水平延伸部的顶部建立立柱的有效外底部26’，因此与没有立柱底座8’的立柱相比，有效地缩短了立柱。作为选择，角落区9可以是尖锐的或是有角度的，如这里所描述的。还是如上所述的，通过浮箱7连接带有有效立柱底座8’的立柱6，以形成平台底座10。

另外，立柱延伸部11可以相对立柱错开，以在立柱6上的侧面32与有效底座8’上的侧面33之间形成间隙29，这些侧面在图3B所示的实施方式中远离开立柱水平延伸部11的外侧面34。间隙29引入也可产生涡流以中断浮动海上平台周围的整体涡流及另外改变底座和立柱周围的液流形状以降低VIM的结构。

在其它方面中，该类设计可以用于更新如图1中所示的现有传统平台，以根据这里的教导受益。

与图2A-2C中的实施方式类似地，浮箱体积百分比转变到每个立柱的有效立柱底座。该转变有效降低波相位造成的平台上的沉重载荷。在该特殊的非限定例子中，浮箱宽度可以变化，可以在中段7A宽为10m，在端部7B宽为16m，并且高为12m。该浮箱的长度可以为48m。立柱水平延伸部11的高度H_B可以是20m，从立柱外侧到延伸部外侧水平测量的在立柱外的延伸宽度E为8m。立柱可以从底部26起高H_C为61m，而有效高度H_C’为41m。作业吃水H_D可以为41m，因此立柱6在正常吃水位置可以在水面22以上延伸约20m。如上参照，立柱水平延伸部11的高度H_B可以为吃水高度H_D的一大部分，如为吃水高度的约20%-60%和它们之间的任何增量百分比，约40%-60%，有利地约50%。作为有效立柱底座8’，立柱水平延伸部11有助于破坏沿立柱长度的涡脱的规律性。

图4A是示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。立柱6可以布置在对称的立柱底座8A上或其中。一个或更多的外角落区9可以是尖锐的，一个或更多的内角落区23可以被加工以与相配的浮箱7的宽度吻合。底座8A可以对称延伸超过立柱6A，具有延伸宽度E。延伸宽度E’可以足够大，以满足上述的预先建立的关于底座延伸超过立柱的百分比标准。

图4B是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。立柱6B可以布置于具有延伸宽度E的对称的立柱底座8B上或其中。外角落区9可以按一角度加工，内角落区23可以加工以与相配浮箱7的宽度吻合。延伸宽度E’可以足够大，以满足上述的预先建立的关于底座延伸超过立柱的百分比标准。

图4C是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。有效立柱底座8’A与立柱6C相联接，具有立柱外的延伸宽度E。有效立柱底座8’A不对称地布置在立柱6C周围。有效立柱底座8’A由可以在立柱6C的两个外侧面上与立柱6C相联接的立柱水平延伸部11A形成。立柱水平延伸部11A可以与立柱6C相联接，留有远离延伸部11A的外表面34形成的间隙29A、和远离延伸部的外表面35形成的间隙29B。延伸部的外角落区9可以是尖锐的。延伸宽度E’可以足够大，以满足上述的预先建立的关于底座在立柱外延伸的百分比标准。

图4D是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。有效立柱底座8’B与立柱6D相联接，具有延伸宽度E。如俯视图所示，有效立柱底座8’C不对称地布置于立柱6D周围。有效立柱底座8’A由可以在立柱6的两个外侧面上与立柱6D相联接的立柱水平延伸部11B形成。立柱水平延伸部11A可以与立柱6C相联接，留出远离延伸部的外表面34形成的间隙29A、和远离延伸部的外表面35形成的间隙29B。外角落区9可以按一角度加工。

图4E是另一示例性立柱和立柱底座的示意俯视图。有效立柱底座8’C与立柱6E相联接，具有延伸宽度E。如俯视图中所示，有效立柱底座8’C不对称地布置于立柱6E周围。立柱水平延伸部11C可以与立柱6E的外侧面相联接。立柱水平延伸部11C可以与立柱6E相联接，在延伸部11C的侧面上留出间隙29A和29B。间隙暴露出帮助产生涡流以破坏海上结构周围的涡流规律性并减少VIM的结构。另一立柱水平延伸部11D可以与立柱6E的另一外侧面相联接。立柱水平延伸部11D可以与立柱6E相联接，在延伸部11D的侧面上留出间隙29C和间隙29D。

示例性立柱底座和有效立柱底座能以各种方式组合。例如，一特殊浮动海上平台上的所有立柱可以具有相同或相似设计的对称或不对称的底座。作为变型，一特殊浮动海上平台上的立柱可以具有不相似的对称或不对称的底座，其中一立柱与另一立柱相比可以具有不同的底座。

图5是另一示例性半潜式浮动海上平台的示意俯视图。立柱6可以与一个或更多布置于立柱之间的浮箱7相联接。具有立柱水平延伸部11A的有效立柱底座8A可以沿从立柱6A的第一方向水平布置于外侧。作为例子，立柱水平延伸部11A可以与立柱6A相联接，在延伸部11A的侧面上留出间隙29A和间隙29B。具有立柱水平延伸部11B的另一立柱底座8B可以在沿与第一方向不同的从其对应立柱6B起的第二方向水平布置于外侧。具有立柱水平延伸部11C的另一立柱底座8C可以沿与第一方向和第二方向不同的从其对应立柱6C起的第三方向水平布置于外侧。具有立柱水平延伸部11D的另一立柱底座8D可以沿与第一、第二及第三方向不同的从其对应立柱6D起的第四方向水平布置于外侧。其它组合也是可以的，其中包括在两个立柱上的侧面上设置水平延伸部，这些水平延伸部沿从它们对应立柱起的相同方向布置。

例子

图6是各种测试构型的涡激运动（VIM）图，用以对比传统半潜式浮动海上平台设计与这里描述的新设计的各种实施方式之间的围绕海上平台5的所导致的VIM和性态。图6表示从这种VIM试验结果得到的代表性图。

试验在静水船模试验池中用拖车（carriage）拖曳模型进行，以模拟均匀和恒定的水流。一弹簧连接于模型的每个角落区，弹簧的另一端被固定在拖车上。通过光学跟踪系统测量模型自由运动的六个自由度，并通过内联称重传感器测量每个弹簧的张力。拖车的速度是可调节的，通过多次拖曳覆盖整个兴趣速度范围。

情形1、2和3全为如图3A中例举的类型。情形1包括具有立柱水平延伸部的非对称底座的立柱，该立柱水平延伸部从立柱向外延伸大约8m，底座高度H_B比与立柱、底座或它们的组合相接合的浮箱的高度H_P高6m。情形2包括具有立柱水平延伸部的非对称底座的立柱，该立柱水平延伸部从立柱向外延伸约9m，底座高度H_B比与立柱、底座或它们的组合相接合的浮箱的高度H_P高3m。情形3包括具有立柱水平延伸部的非对称底座的立柱，该立柱水平延伸部从立柱向外延伸约10.5m，底座高度H_B基本等于与立柱、底座或它们的组合相结合的浮箱的高度H_P。情形4包括没有立柱底座的与浮箱相接合的传统立柱。

通常，Y轴上的关于平台的VIM因子的大小基于X轴上的水流因子以45度航向（heading）画出。该图表现式（1）相对式（2）的响应，其中，式（1）指在X轴上，水流速度乘以静水中的结构的固有周期，再除以立柱（或立柱底座）宽度，式（2）指在Y轴上，平台结构运动幅度除以立柱（或立柱底座）宽度。如图6中所示，传统平台（情形4）在试验结果中具有最差的VIM。情形1-3显著降低VIM。

可以设想利用上面描述的本发明的一个或更多方面的其它和更多的实施方式，而不脱离本发明的精神。例如，可以使用不同数量的立柱和底座，可以使用具有不同形状的不同长度的立柱和底座。系统中的其它变化也是可以的。

另外，这里描述的各种方法和实施方式可被包括在彼此组合中，以产生所公开的方法和实施方式的变型。对单数零件的讨论可以包含多个零件，反之亦然。参照至少一物件随后参照所述物件可以包括一个或更多的物件。同样，实施方式的各个方面可以彼此相结合使用，以达到本发明的设定目标。除非文中另外要求，词汇“comprise（包括）”或其变化如“comprises”或“comprising”，应理解为意味着至少包含所描述的零件或步骤或者零件组或步骤组或者其等效物，而不排除更大数量的或任何其他的零件或步骤或者零件组或步骤组或其等效物。装置或系统可以沿许多方向和朝向被使用。词汇“coupled”、“coupling”、“coupler”和类似词汇在这里广义使用，可以包括用于在其中紧固（securing）、固接（binding）、粘接（bonding）、固定（fastening）、附接（attaching）、连接（joining）、插入（inserting）、在其上或其中形成、连通、或另外地例如通过机械、磁、电、化学、可操作地、直接或间接地利用中间零件使构件的一个或更多元件相连在一起的任何方法或装置，另外还可无限制地包括以单元方式将一功能构件与另一功能构件整体形成。联接可以沿任何方向进行，其中包括转动地联接。

除非特别限定，步骤的次序能以各种顺序进行。这里描述的各种步骤可以与其它步骤相组合，插入所描述的步骤，和/或分为多个步骤。类似地，已经对零件在功能方面进行了描述，这些零件可以体现为分开的组成件，或者可以组合成具有多个功能的组成件。

已经在优选实施方式和其它实施方式的背景下对本发明进行了描述，但并非对本发明的每个实施方式都进行了描述。基于这里包含的公开内容，本领域普通技术人员可以对所描述的实施方式进行显而易见的变化和改变。公开和未公开的实施方式并不意在限制或约束申请人提出的本发明的范围或适用性，而是根据专利法，申请人意图充分保护属于下述权利要求的等同范围或领域内的所有这类变化和改进。

Claims (16)

1.具有改进的涡激运动的半潜式浮动海上结构，所述半潜式浮动海上结构包括：

与一甲板相联接并且彼此分开的多个立柱，所述立柱具有从立柱底部到甲板测量的立柱高度；

与至少两个立柱相联接的至少两个立柱底座，所述立柱底座具有底座高度；和

与所述立柱底座、立柱、或它们的组合中的至少之一相联接的至少两个浮箱，所述浮箱具有浮箱高度；

其中，所述海上结构具有用于浮在水中的吃水高度，至少一个立柱底座具有为所述吃水高度的20%-60%的底座高度，并具有为与所述至少一个立柱底座相联接的立柱的宽度的至少10%的延伸宽度。

2.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，所述底座高度为所述吃水高度的40%-60%。

3.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座的顶部高于至少一个所述浮箱的顶部。

4.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座从与立柱底座相联接的至少一个所述立柱对称地延伸。

5.如权利要求4所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座的顶部高于至少一个所述浮箱的顶部。

6.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座从与立柱底座相联接的至少一个所述立柱向外非对称地延伸。

7.如权利要求7所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座的顶部与至少一个所述浮箱的顶部至少同高。

8.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座相对与立柱底座相联接的立柱错开，以在立柱上的一侧面与立柱底座上的一侧面之间形成间隙，其中所述立柱上的一侧面与所述立柱底座上的一侧面远离所述立柱底座的一外侧面。

9.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座包括立柱水平延伸部。

10.如权利要求9所述的半潜式浮动海上结构，其中，所述立柱水平延伸部具有从平台向外延伸的角落区，所述角落区以相对沿平台一侧面的两个所述立柱之间所划的线成10-80度之间的角度形成。

11.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，至少一个所述立柱底座的侧面与立柱的至少一个侧面成角度地取向。

12.如权利要求11所述的半潜式浮动海上结构，其中，所述角度相对沿平台一侧面的两个所述立柱之间所划的线成10-80度。

13.如权利要求1所述的半潜式浮动海上结构，其中，所述半潜式浮动海上结构包括至少三个立柱、及与所述至少三个立柱相联接的至少三个立柱底座。

14.用于改进半潜式浮动海上平台的涡激运动的方法，所述海上平台具有：与一甲板相联接并彼此分开的多个立柱，所述立柱具有从立柱底部到甲板测量的立柱高度；与至少两个立柱相联接的至少两个立柱底座，所述立柱底座具有底座高度；及与所述立柱底座、立柱或它们的组合中的至少之一相联接的至少两个浮箱，所述浮箱具有浮箱高度；其中，海上结构具有用于浮在水中的吃水高度，至少一个立柱底座具有为所述吃水高度的20%-60%的底座高度，并具有为与所述至少一个立柱底座相联接的立柱的宽度的至少10%的延伸宽度，所述方法包括：

允许水流经过海上结构；和

当水流经过立柱和立柱底座时，在至少一个所述立柱及与立柱相联接的立柱底座周围产生干扰涡流，来破坏半潜式浮动海上结构周围的涡脱的规律性。

15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括破坏立柱之间的涡脱的同步性。

16.如权利要求14所述的方法，其中，至少一个所述立柱底座与至少一个所述立柱相联接，以在立柱上的一侧面与立柱底座上的一侧面之间形成间隙，所述立柱上的一侧面与所述立柱底座上的一侧面远离所述立柱底座的一外侧面；所述方法还包括：在所述间隙周围产生涡流，以破坏涡脱的规律性。

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