CN1051128C - 深水海上设备 - Google Patents

Abstract

海上钻探和开采作业设备(20)，在该设备中呈棱柱状的顶部浮动主体(24)包括沿纵向穿过其内部的通道(38)，在该通道中立管(42)延伸至海底，上述主体底部(24)位于下述深度，该深度由现场的风，波浪和水流环境来确定，这样可减小作用于主体底部(24)的波浪冲力，上述主体底部与支架(26)相连接，该支架向下延伸，它包括多个竖向框(50)，该框(50)由水平水体收集板(52)构成，并沿支架的外缘设置有窗(56)，该窗具有沿水平方向的可穿过性以便减小拉拽荷载，上述板(52)之间的竖向间距与框中的窗(56)的宽度相对应，上述支架(26)位于较大波浪作用区域下面，这样此处的波浪作用不产生上下起伏运动，上述支架(26)可改变上述设备(20)的固有振动周期并改善其稳定性，从而可使上下起伏，俯仰和滚转的运动减小到最小程度。

Description

深水海上设备

发明背景

发明领域

本发明涉及用于进行长期海上油井钻探和开采作业的浮式深水海上设备或套管桁架。

已有的桁架式设备包括沿纵向设置的浮式长条形主体，或沉箱，其顶部结构位于水面之上，其底部结构浸没于水中并位于规定深度。上述顶部结构受风和水流的作用，上述底部结构受变化的波浪运动的作用。目前人们已提出了抵抗上下起伏，俯仰和滚转运动而使上述设备保持稳定的装置，该装置采用沿水平方向设置的面，该面沿上述桁架式设备的纵轴线竖向间隔开从而可改善上述设备对起伏运动的抵抗性。上述面之间的间距较大，如US3404413号专利，US3510892号专利所描述的那样。US4516882号专利提出采用相对较宽大的水平面作为实际的质量收集装置，在这里上述水平面的使用与张力腿平台和半浸没式的平台之间的转换有关。上述已有的设备还包括锚固系统，在该系统中系缆按照重力悬链线方式或拉紧方式与主体的底部和位于海底的锚相连接，而上述系缆处于受拉状态。在有些情况下，上述浮式结构的底部设置有压载器。

发明概述

本发明提出一种新型的海上桁架式设备，该设备很容易长时间地系锚于一个或多个海底井口之上，而该时间是进行油田钻探和开采作业所需要的。在所有环境条件下，上述设备的运动是这样的，即可进行石油钻探和开采作业，工作人员和作业设备可有效地工作，特别是用来使油井流体通过的竖向刚性立管可保持与井口的连接。为了实现上述目的，上述桁架式设备采用下述的新型设计，在该设计中沉箱形的顶部的浮式主体的底端与新型的支架结构相连接，该支架为开口的，沿水平方向可穿过的桁架结构，上述支架的长度大于主体的长度，该主体的长度是由特定井位处预计的波浪、风和海流条件来确定的。另外，上述桁架式支架设置有多个沿竖向间隔开的框，该框由沿竖向间隔开的水平板形成，该框在上述桁架式支架的每一侧形成有可穿过的窗。该窗使上述支架具有可穿过性，并且实际上可允许海流中的未受阻挡的运动沿横向穿过该框。同时间隔开的不带孔水平板(除了立管通道以外)将水体收集于板之间，上述水平板按照与框的水平宽度相对应的间距间隔开，从而可获得下述有效增加的水体，该水体的体积和具有与板相同的尺寸的立方体的体积相同。由于上述的结构，本发明的设备可将设备上下起伏，俯仰和滚转的运动减到最小程度，另外对于井位处预计的给定的波浪条件可使上述设备具有所需的固有振动周期。

本发明的主要目的在于提供一种用于石油钻探和开采作业的桁架式新型海上设备。

本发明的一个目的在于提供一种根据井位处的环境条件以稳定的方式对在规定深度相互连接的主体和桁架式支架进行控制的新型的方法，从而可获得使上升起伏、俯仰和滚转的运动程度减到最小程度的效果。

本发明的另一个目的在于提供一种桁架式支架，该支架在浮式主体下面延伸，在该处支架实际上可使沿水平方向运动的水流穿过，有效防止水体相对支架的竖向运动，井沿竖向使主体与支架的连接体获得“添加的质量”。

本发明的再一个目的在于提供一种桁架式支架，该支架带有龙骨装配件，该龙骨装配件设有压载器，这样可抵消台面板和作业设备的重量，使上述海上设备的重心降至浮力中心以下，从而可增加该设备的稳定性。

本发明的又一个目的在于提供一种浮室，该浮室位于龙骨装配件中，从而便于沿水平方向进行拖拽时使上述海上设备定位。

本发明的具体目的在于提供一种下述的新型装置，该装置通过导索筒将系缆与上述海上设备相连接，并且将上述系缆与埋入海底的锚相连接，另外还提供一种拉紧系缆用的新型锚箱结构，以及可增加收集板的面积的新型装置。

根据下面的附图描述容易得出本发明的其它目的和优点，该附图中给出了本发明的具体实施例。

附图

图1为本发明的海上设备的立面图，该设备设置于深水域并通过拉紧系缆锚固；

图2为图1所示设备的局部视图，该图还以示意方式示出了波腹流；

图3为主体和支架的侧面图，在该图中局部为剖视，该图表示上述设备的具体水深，以及示意性的立管系统；

图4为沿图3中4-4线的平面的横向剖面图；

图5为沿图3中5-5线的平面的横向剖面图；

图6为沿图3中6-6线的平面的横向剖面图；

图7为沿图3中7-7线的平面的横向剖面图；

图8为沿图3中8-8线的平面的横向剖面图；

图9为与图1中画圈部所对应的支架底部细部图；

图10为沿图9中10-10线的平面的水平面图；

图11为沿图9中11-11线的平面的剖面图；

图12为拉紧系缆的布置示意图；

图13为用于图1所示设备的锚的局部剖面图；

图14表示向锚中填充压载料；

图15表示最后形成的图13所示的锚；

图16沿图15中16-16线的平面的图13所示的锚的平面图，并且图中仅仅示出一个系缆连接件；

图17为图16所示的锚定销和系缆连接件的局部放大图；

图17a为沿图17中的17a-17a线的平面的图17所示的结构局部顶视图；

图18为固定于本发明设备中的支架上的导索器的局部放大图，其中部分剖开；

图19为图3中标号19表示的画圈处的立管竖管和导向杆的局部放大图。

详细描述

在图1中，标号1表示本发明的深水海上设备，它包括顶部台面板22，它通过局部浸入水中的浮式主体24，以及支架26支承，上述支架26与主体底端相连接并向下伸入较大波浪影响的区域以下的水深处。系缆28在规定深度与支架相连接并与埋入海底的锚30相连接，上述系缆构成后面将要描述的拉紧锚固系统。

主体

主体24(在该实施例中)可以为柱状，沿其顶部32和底部34形成有直线侧边，该主体的形状还可为棱柱形。根据波浪环境，主体底端可伸至水面下225英尺(图3)处，其顶端可位于水面之上规定高度以便支承顶部台面板，并形成钻探和开采作业设备、居住设施、以及其它进行上述设备操作的必要装置用的空间。

上述主体包括同心内壁36，它形成沿主体纵向的中心通道或井38。在主体内壁36和外壁之间设有多个分室40，该分室用来接纳可改变的水压载料，储油或作为工作间。

位于中心井38中的立管系统42可包括多个立管竖管，该竖管按照1987年10月27日公开的本申请人的US4702321号专利中所表示和描述的方式通过浮筒44支承。中心井38的底部开口，海水可填入该中心管38中，并以使浮筒44和主体之间产生最小相对移动的方式支承浮筒44。

支架

支架26与主体底端相连接，并向下延伸规定距离。主体和支架顶端之间的界面连接处的深度取决于井位处的波浪影响程度，并选择在波浪能衰减的深度处。譬如，在相对平静的短期波浪区域，上述界面连接位置位于100英尺深度处。在较大的长期波浪区域，上述界面连接位置靠近250英尺的深度。为了使设备的起伏、俯仰和滚转运动可降到最小程度，主体和支架的纵向长度与具体井位处的特定波浪环境和条件有关。支架是这样构成的，它包括多个沿竖向设置的框50，该框50由沿竖向间隔开的水平板52分隔形成。支架26包括纵向立柱54和桁架斜撑部件55，该立柱54在框角部与上述板52相连接，在这里上述板52为矩形。板52可为多边形、圆形，除了接纳立管竖管的孔之外，该板52的其它部分不带有孔。上述板和连接柱的结构是这样的，即在支架的各个侧边形成较大的窗56，沿水平方向运动的水体可以很容易穿过该窗56。当上述设备和位于支架外侧的水体之间的相对运动沿竖向时，上述板52用来将位于板52之间的水收集起来，该板52具有基本无孔的结构，并且与板的尺寸相对应具有规定的间距。所收集的水位于较大波浪影响区域的下面，如图2所示的设备的左侧的水体的流动路径所示。因此上述波浪并不造成设备的上下起伏运动，反之它会阻止设备的上下起伏运动。另外应注意到，框56中所收集的水体作为设备的一部分而沿竖向作用。该作用或效果用来增加设备的固有振动周期，在图示的结构中，上述设备的振动周期大于波浪能量周期。作为实例，作为100年设计风暴的墨西哥湾中的波浪最大周期为14-16秒。本发明设备的具体结构的上下起伏的周期约为28秒，它大大超过上述波浪的最大周期。应注意到，其底部深度为650英尺或其底部位于波浪影响不大的区域的长条形结构的深水海上平台会受到巨大水流的作用，该巨大水流会对该结构产生较大的荷载，并且由于周期性的旋涡脱落，有时称为涡流引起的振动(VIV)的作用，上述巨大水流会产生不想要的振动。在本发明设备的设计中，由于框对水的水平运动具有可穿过性，并且将位于竖向间隔开的收集板之间的水体收集起来，这样涡流引起的顶部支架的振动能量由支架所吸收。水平板所收集的水体在沿竖向运动时使其附近的流体加速，并沿竖向使本发明设备具有“添加的质量”。每个框中添加质量的体积约为下述立方体体积(或球体)的一半，该立方体体积中的3个方向的尺寸是由上述收集板52的两个尺寸和框的竖直高度确定的。因此按照本发明，通过对支架结构中的上述板的数量、板的尺寸以及板的竖向间距进行选择，可使上述设备对给定波浪条件具有所需的固有振动周期。

可以知道，本发明设备的竖直运动是由作用于浮式主体26底侧的压力来驱动的。上述压头与波升成比例，并随水深的增加而呈现以指数方式的衰减。该衰减速度取决于上述周期或波浪长度。因此具有200～300英尺吃水深度的浮式主体26会受到比600英尺的桁架更大的驱动力。

除了按上述方式用于形成规定的固有振动周期的装置以外，上述水体收集板还可包括如图2，9和10所示的延伸板60。在本实例中，每个延伸板在点62处与位于板52外侧的支架结构铰接。使上述延伸板60铰接(或收回)的目的在于简化本发明设备的下水作业操作，并减小在运输过程中的牵引荷载。上述延伸板60可设置于一个或多个板52上，从而可大大增加所收集水体的“添加的质量”。因此可实现更为有利的起伏和俯仰动态特性以及上下起伏的特性。

虽然图中所示的延伸板与支架相铰接，但是也可采用其它的连接方式，比如，由板52支承可水平滑动的延伸板。如果设备下水作业或拖拽不作为一个因素考虑的话，则可将板60固定。

可以知道，本发明设备的竖直运动是由作用于浮式主体26底侧的压力来驱动的。上述压头与波升成比例，并随水深的增加而呈现以指数方式的衰减。该衰减速度取决于上述周期或波浪长度。因此具有200～300英尺吃水深度的浮式主体26会受到比600英尺的桁架更大的驱动力。

除了按上述方式用于形成规定的固有振动周期的装置以外，上述水体收集板还可包括如图2，9和10所示的延伸板60。在本实例中，每个延伸板在点62处与位于板52外侧的支架结构铰接。使上述延伸板60铰接(或收回)的目的在于简化本发明设备的下水作业操作，并减小在运输过程中的牵引荷载。上述延伸板60可设置于一个或多个板52上，从而可大大增加所收集水体的“添加的质量”。因此可实现更为有利的起伏和俯仰动态特性以及上下起伏的特性。

虽然图中所示的延伸板与支架相铰接，但是也可采用其它的连接方式，比如，由板52支承可水平滑动的延伸板。如果设备下水作业或拖拽不作为一个因素考虑的话，则可将板60固定。

图4～8表示立管竖管系统的布置示意图，此时该竖管穿过多个板52并穿入主体的中心井38中，在图4所示的横向剖面图中，井38的截面为正方形，立管按5个组成一排，共四排，在每排立管中设有立管浮筒44。

在图5中，立管竖管42按照图4所示的布置穿过主体和支架之间的相互连接面，并穿过板52中的孔，该孔稍大于竖管的直径。

如图6和7所示，板521和5211中的竖管孔的直径逐渐加大从而可允许在设备进行水平漂移时使竖管发生一定程度的弯曲。

图8表示当立管竖管42从后面将要描述的龙骨装配件70中伸出时，该立管42的分布形状。

龙骨装配件

图9和11表示龙骨装配件70，它对上述设备的俯仰和滚转特性产生很大影响。上述龙骨装配件70包括浮室72和压载室74，在支架处于水平状态的拖拽过程中，上述浮室72对支架端部提供浮力，另外还设有图中未示出的装置，该装置用来在支架倒置时向上述浮室中注入水。

压载室74可填充有适合的压载材料，比如，沙和水，它可按照已公知的方式通过导管或固定管，在将上述设备倒置之前或之后设置。当上述设备就位时，上述固定好的压载料提供静态稳定性，并可抵消由主体所支承的顶部台面板和设备的重量，便于确定上述设备的重心，并避免在大风和巨大水流时上述设备产生过大的倾侧。

每个压载室74可设置有朝下开口的铰接门76，它用于在下述情况下将上述压载料卸掉，该情况指将上述设备旋转至一水平位置以便拖拽到新的井位。

龙骨装配件还可包括浮室72，在其内可产生足够的位移来支承压载料的重量。可向该浮室72中注入压缩空气以便使上述设备返回到水平位置。上述结构可允许浮室在周围压力下保持不动。由于在上述设计下不需要保持整个静水压力，这样可大大节省用钢量。

图3和9所示的龙骨装配件包括朝下开口的室，该室包括相对较宽的开口80，这样上述立管竖管可以很大的间隙或公差通过该开口80。上述底部开口80具有足够的宽度从而当由于上述设备的侧向运动，立管竖管受到一定的弯矩作用时，上述竖管可避免与开口82的侧边相接触。

锚

锚30为重力式，它适合用于16点位的系锚，在该16点位系锚中每个锚固定4根系缆的端部，如图12所示，4根系缆构成一组，每组系缆按相互夹角为90°的方式设置，关于这一点还要在后面进行描述。每个锚30包括中空的箱90，该箱90具有竖直侧壁92和顶部开口100，该侧壁92的内部设有加强件94，上述侧壁92通过底壁96连接，该底壁96具有多个排水孔98。上述底壁96上设有外缘下切脚板102，如图13所示，可采用适合装置104将锚箱90降至海底，此时下切脚板102初步插入海底土体中。可借助下料导管108将压载料106浇注于开口箱90中直至将该箱灌满，压载料的重力进一步使锚箱沉至图15所示的埋入位置。

锚箱90沿一个壁92设置有多个侧向延伸的插座110，该插座顶部开口，如图16，17和17a所示。每个插座为凹槽形，它具有向上倾斜的底壁112，该底壁112的底端位于凹部114中，上述底壁112与凸台116形成开口118以便接纳锚定销120的下端。环状肩部或耳状件122与锚定销120顶端间隔开，当锚定销120位于可操作位置将系缆的力传递给锚箱时，上述环状肩部122压靠于插座上的相配合的肩部124上。远程操纵车所驱动的锁定装置106进一步将锚定销固定从而避免其与插座110脱开。每个系缆和插座110均设有锚定销126。

可以知道，上述的锚结构要求对井位处的海底土体的抗剪和支承强度进行了解以便确定锚箱的插入深度，锚的固定能力和压载要求。如图15中的线130所示，系缆所产生的拉力方向是这样的，即力向量在阻力最大的区域穿过锚箱的底部下切脚板。压载料的重量迫使上述下切脚板向下压入海底土层中以便产生最大的阻力。

在安装锚定销时，可将上述销下移至一个竖向位置，使其底端从凸台116外侧进入插座中，该底端与凹槽的底部相接触，并向下滑入凹部114中。之后其在向上倾斜位置与相配合的肩部相接合，从而限制上述锚定销的上移。系缆铰接点132与锚箱间隔开，从而很容易触及到该铰接件。

可以知道，可采用其它的锚固系统，该系统可设有下述装置，该装置通过位于泥浆管线上方的连接件将锚与系缆独立设置，从而可通过遥控车对其进行检查，这样可在不拆除锚箱的情况下，将系缆断开，带到表面并对其进行检查和更换。

系缆

图2，12和18给出了拉紧系缆系统。图12表示4根系缆组成的系缆束28，该系缆束28以相互呈90°夹角的方式从支架26延伸至锚30处。用于本发明的拉紧系缆系统为下述的形式，其中系缆不位于靠近锚箱的海底上，它按图1所示方式在锚处形成仰角。当所示设备从其中间位置作侧向移动时，一般较软的或松弛的系缆便拉紧，可认为上述系缆系统是非线性的。该拉紧系缆系统特别适合于桁架式结构，因为在系缆与支架的导索连接处几乎不产生周期性运动。

另外，如果一束中的4根系缆中的一根断开，该束系缆中的相邻的3根系缆均匀支承荷载，该3根系缆的锚固能力大于普通的等间距隔开的16根系缆的结构中单根系缆的相应锚固能力。

如图2所示，每个系缆束28伸入导索筒138中，该导索筒138从其与支架外侧的连接处按照具有较大的曲率半径的曲线延伸至支架的相对外侧边，之后沿主体外侧向上伸出水面并延伸至顶部台面板处。导索筒的钟形底端140沿径向向外扩张以便在系缆从导索筒退出时它可允许一定的系缆弯曲。通过将导索筒伸出水位线，向该导索筒中灌入油，使油水界面142位于系缆与导索筒的切点144下面，上述油用来对导索筒内的系缆进行润滑。因此可对系缆进行防护并可减小维修作业量。

本领域普通技术人员容易理解，上述设备20的新型结构和操作与已有的桁架式结构相比具有明显的优点，该优点包括：

a.可在船坞中建造上述的主体，可在钢结构制造厂制作支架，之后在陆地或驳船上将它们连接在一起。

b.支架的桁架结构所需要的用钢量小于位于主体下面的柱状箱体的用钢量。

c.由于支架的桁架结构的作用，可减小旋涡产生的主体振幅。

d.在拖拽过程中或漂浮时的水平位置，作用于主体上的弯矩减小。

e.由于上述桁架对海流具有可穿过性，以及旋涡引起的振动减小，这样作用于系缆上的荷载减小。

f.在上述设备进行俯仰、滚转、起伏、摇摆和偏转运动的过程中，立管竖管用的板中的导向孔的逐渐增加的直径可对立管的曲率和应力进行控制。可根据应力周期的数量和幅度来设计板孔的直径以确保在预计环境条件下结构的整体性并延长其疲劳寿命。

Claims (30)

1.一种用于石油钻探和开采作业的深水海上设备，它包括：

顶部主体，该主体的顶端用来对上述设备提供浮力，该顶端伸出水面并支承作业设备的台面板，上述主体的底端向下伸到规定水深处；

与主体底端相连接的装置，该装置从主体的底端向下延伸以便使上述设备的上下起伏、俯仰和滚动的运动降到最小程度；

上述向下延伸的装置包括：

支架，该支架包括支柱和沿竖向间隔开的收集板，该板由上述支柱支承，并形成开口框，上述收集板按照与上述框的水平尺寸相应的距离沿竖向隔开从而允许沿横向位于上述板之间的水体沿水平方向流动，并对沿竖向位于上述板之间的水体的的运动进行限制；上述支架位于较大波浪影响区域以下的深度以便通过将水体收集于上述板之间而防止上下起伏运动，并且使上述设备的固有振动周期增加到大于波谱的最大周期的值；

位于支架底端的龙骨装配件，它包括压载器和浮室；以及在支架的水平移动最小的水的深度处与上述设备相连接的锚固装置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述间隔开的板形成多个具有基本相同体积的框。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述每个板具有相同的面积。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于每个板包括相同的长宽比。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该设备还包括使规定板的面积增加的装置。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于上述规定的板靠近上述的龙骨装配件。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于位于上述龙骨装配件中的压载器包括压载料以便在设备就位时对上述设备提供静力稳定。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于该设备包括将上述压载料排出的装置。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于上述锚固装置包括拉紧锚固系统，该系统包括与支架相连接的相互夹角为90°的系缆。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于上述按相互夹角为90°设置的系缆包括有多根。

11.一种设置于一个或多个海底井口上，用于石油钻探和/或开采作业的海上设备，它包括：

主体，它局部浸没于海水中，其底端位于波浪能量衰减的深度；

根据油田位置处的预计波浪条件使上述设备具有规定的固有振动周期的装置，该装置包括：向下延伸的支架，该支架与上述主体底端相连接并伸入较大波浪作用之外的深度；

上述支架包括多个沿竖向间隔开的水平板，这些板构成具有开口的框，该开口以便使水体穿过该框而作相对的横向运动，并在上述支架与水体作相对竖向运动时将上述水体收集于上述框内；

龙骨装配件，它具有规定重量的压载器；

与上述设备相连接的锚。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于该设备包括位于上述支架上的装置，该装置用于增加规定板的面积以便改变上述设备的规定的振动周期。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于上述面积增加装置包括位于上述支架外侧的板的延伸部。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于该设备还包括使上述板的延伸部在水平和竖直位置之间运动的装置。

15.一种使浮动式深水海上设备的上下起伏，俯仰和滚转的运动降到最小程度的设备，该设备包括：

支架，该支架包括多个沿竖向设置的框，该框是由沿竖向间隔开一规定距离的水平板和位于上述板之间的开口窗形成的，该规定距离与板的长宽比相对应；

上述窗可使沿水平方向的海流穿过以便使拉拽荷载降到最小程度；

上述板形成有阻水壁，从而可相对支架沿竖向将水体收集于上述框内，以便增加上述海上设备的有效质量；

上述支架与上述设备相连接，并从该设备向下延伸，这样可改变上述设备的固有振动周期，从而可使上述海上设备的上下起伏，俯仰和滚转的运动降到最小程度。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于该设备还包括：龙骨装配件，它位于上述支架的底端并用来使上述海上设备保持稳定。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于上述龙骨装配件包括：

压载室，它用来接纳压载料并包括将该压载料排出的装置；

浮力室，该室用于在水平和竖直方向之间改变上述设备的位置。

18.根据权利要求15所述的设备，其特征在于该设备包括：

锚固系统，该锚固系统包括在最小周期性运动的位置与上述支架相连接的系缆；

上述系统还包括锚，该锚埋入海底中，上述锚包括有与系缆的一端固定的锚定销；

插座，它用于以可拆卸的方式将上述锚定销按照规定角度固定。

19.一种浮动式石油钻探和开采作业用的海上设备，该设备包括拉紧锚固系统，该系统包括锚，该锚包括用于接纳压载料的锚箱，位于上述锚箱上的向下伸出的外缘脚板，它用于插入海底中，上述锚箱带有侧壁；

通过上述脚板中的并设部使上述锚与直接的锚固力保持规定角度的装置；

用来将上述锚固定于上述保持装置中以避免产生相对运动的装置

20.一种用于具有多个立管的海上设备的装置，它包括：

竖向支架，该支架从海上设备向下延伸；

多个水平板，该多个水平板沿竖向间隔开并与上述支架相连接，上述水平板具有不透水性，其上开设有多个立管孔；

多个位于相邻水平板之间的窗，该窗允许水体在相邻水平板之间沿水平方向流动；

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于上述多个沿竖向间隔开的水平板包括第一板和第二板，上述第一板中所开设的立管孔大于第二板中所开设的立管孔；

22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于上述多个沿竖向间隔开的水平板中的至少一个包括延伸板；

23.根据权利要求20所述的装置，其特征在于至少两个相邻的板按照该板的长宽比相对应的距离相互间隔开。

24.一种用于海上设备的装置，它包括：

竖向支架，该支架从海上设备向下延伸；

沿上述支架在竖向间隔开的多个框，每个框包括不透水性顶部和底部，该顶部和底部可避免水体延竖向从一个框流向相邻的框，每个框构成多个沿竖向延伸的窗，该窗允许水体沿水平方向流过每个框；

25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于其中一个框的顶部和底部按照下述规定距离相互间隔开，该距离与上述顶部和底部中的一个的长宽比相对应；

26.根据权利要求24所述的装置，其特征在于至少上述顶部和底部中的一个包括延伸板；

27.一种海上设备，它包括：

主体，该主体局部浸没于海水中，其底端位于波浪能量衰减的深度；

控制装置，该控制装置根据预计的波浪条件使海上设备具有规定的固有振动周期，该控制装置包括：

向下延伸的支架，该支架与上述主体底端相连接并延伸至较大波浪作用之外的深度；

多个沿竖向间隔开的水平板，该板与上述支架相连接并形成框，该框在水体与支架作相对竖向运动时将水体收集于其内，上述框具有窗，该窗允许水体沿横向运动而穿过上述框。

28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于至少两个相邻的板按照下述规定距离相互间隔开，该距离与上述其中一个板的长宽比相对应；

29.一种用于海上设备的装置，它包括：

竖向支架，该支架从海上设备向下延伸；

至少一个与上述竖向支架相连接的框，该至少一个框包括不透水性的顶部和底部，该顶部和底部可防止位于该框内部的水体沿竖向流动，上述的至少一个框构成多个竖向延伸的窗，该窗允许水体沿水平方向流过上述框。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于上述至少一个框的顶部和底部按照下述规定距离相互间隔开，该距离与上述顶部和底部中的一个的长宽比相对应。

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