张力腿平台（TLP）已经得到人们的认可，特别是它们在起伏，滚动和俯仰方面的自由度中的良好表现，目前已经是在恶劣环境中支撑顶部张紧立管（TTR）的理想平台。
TLP也是在较浅水（600至1,200米/ 1,968至3,937英尺）中支撑钢悬链线立管（SCR）的最合适的平台。它们能提供大型通风甲板面积，可以完全集成在码头旁。
然而，该行业一直给自己做了这么一个假设：由于与这些深水深度的钢筋设计相关的挑战，不能建立超过1,600至1,800米（5,249至5,905英尺）的TLP。
这里的目标是挑战那个假设，因为TLP的限制不仅仅是水深的函数，而且是位移（有效载荷）和环境条件的函数。
奥林巴斯TLP（图片来自Shell）
TLP应用
TLP已经广泛用于石油和天然气行业的湿式和干式采油平台中，水深为100米至约1500米（328英尺至4,921英尺）。 TTR具有允许直接垂直进入生产井的优点。
然而，由于张紧器行程限制，使用TTR需要提供最小起伏响应的浮动系统。业界一直假设在超过大约1,828米（6,000英尺）的水深处，TLP腱设计变得不切实际，并且无法实现TLP的可行性。
然而，事实已经证明，制造商可以提供高达1.7英寸室壁厚度的钢筋管。如果管道OD（外径）相对较小，具有这种壁厚的管道甚至在2,800m水深度中也能轻松地承受静水压力。因此，TLP的应用的真正限制是需要实现所需的升沉和侧倾/俯仰自然周期（通常小于4.0秒），以避免不期望的TLP动态响应。由于自然周期是质量和刚度的函数，对TLP应用的限制是作为TLP位移（或有效载荷），水深和环境（或位置）的函数的包络。但我们将会看到，对TLP应用的水深限制的简单假设可能受到挑战。
在墨西哥湾的TLP设计
在本案例中研究了位于墨西哥湾中心区域的53,491mt（大），32,176mt（中）和7,573mt（小）的携带上部有效负载的TLP。
然后在迭代过程中改变水的深度，以实现三个设计中的每一个的可行解。可行性标准包括：
用于浮起重型起重船的服务吃水深度
最大平台宽度，以满足大多数造船厂的干船坞尺寸
在<228 mt（500 kips）独立条件下的腱水中重量
腱壁厚度不应超过目前的制造能力：Wt <43.2mm（1.7英寸）
平台起伏和侧倾/俯仰自然周期分别不应超过4.7和4.0秒
腱利用率和相互作用比应<1.0，以满足代码检查（API RP 2T用于此目的）
在1,000年条件下的正空隙
在1,000年生存条件下，最大偏移不应超过水深的13％。
假定可以从TLP悬挂的腱的最大数量为16，这是对由于TLP船体上的腱槽可用的空间，以及腱预安装考虑而导致的腱数量的合理的实际限制。在本研究中，假设的常规船体形式具有四个垂直圆柱和设置在柱下端的环形浮体。
我们使用WAMIT软件（MIT）以及内部工具对三种TLP设计进行全面性能和腱分析，还检查了这些设计的腱张力RAO和关键设计数据。所有设计参数均在可行范围内。
我们发现在水深分别为1052米（3,451英尺），1,692米（5,551英尺）和2,408米（7,900英尺）时，可以建立可行的TLP解决方案，其对应的顶部有效载荷分别为53,491公吨，32,176公吨和7,573公吨。因此，在墨西哥湾中部恶劣环境中的近8,000英尺（2,438m）水深下，具有常规腱的TLP是可行的，只要有效载荷被限制在约8,000公吨。
在西非的TLP设计
对位于西非近海的TLP重复了上述操作。本研究假定位于西非海岸附近的TLP携带58,000公吨（大），39,500公吨（中）和9,500公吨（小）的上游有效载荷。
水深再次在迭代过程中被改变，以实现三个设计中的每一个的可行解，与墨西哥湾TLP设计中使用的类似的可行性标准被再次采用。再一次发现，这些设计的腱张力RAO和关键设计数据被发现在可行的限度内。
水深1219米（4,000英尺），1,829米（6,000英尺）和2,743米（9,000英尺），顶部有效载荷分别为5900公吨，39500公吨和9,500公吨的TLP可行方案被建立。因此，在西非海岸环境中，只要有效载荷限于约9,500公吨内，具有常规腱的TLP都是可行的。
可行性包络
在墨西哥湾中部和西非近海的TLP的可行性包络是基于上述案例研究建立的。该研究表明了这些可行性包络作为上部有效载荷，水深和环境标准（由设计区域定义）的函数。可以看出，根据有效载荷和环境的变化，具有常规腱的TLP甚至在大于2,800米（9,186英尺）也是可行的。
对于墨西哥湾中具有相当大的有效载荷、且相对浅的水域，TLP设计主要由腱利用率决定。在中等水深、中等有效负载的区域，肌利用率，自然周期（由质量和刚度控制）和腱在水中的重量是控制参数。在具有小有效载荷的超深水中的设计也被发现主要由腱利用率，自然周期和腱在水中的重量所决定。
对于西非海上TLP，TLP设计具有大有效载荷和相对浅水的特点，主要由自然周期的要求所决定。在中等水深的中等有效载荷和超深水设计中，主导TLP设计的仍然是自然周期，腱IR利用率和腱在水中的重量。
与墨西哥湾的应用相比，得益于更良好的环境，非洲西部海岸的TLP具有更大的可行性限制范围。西非和墨西哥湾地区的可行性包络几乎都是线性的。必须注意的是，这些可行性包络可以根据应用的可行性标准向上或向下移动。
替代性的腱设计
行业一直在寻找替代性的非常规腱设计方案，这将扩大具有常规腱的TLP的可行性限制。
在这里可以讨论的一个设计是细胞腱。该设计具有与常规腱相同的主要部件，例如，与平台接合的腱顶段（TTS）；在海底连接到腱基础的腱底部（TBS）；以及通过水柱连接两者的主体。细胞腱创新依赖于主体的设计中，不再是传统的单独一个管，它由多个金属小管组成。它还具有与TTS接口的上转换单元和与TBS接口的底转换单元。顶部和底部接口，TTS和TBS，保持与传统的腱相同。在细胞腱中也可以使用常规腱中同样的张力监测单元。
我们研究了两种类型的细胞腱：完全和混合细胞腱。全细胞腱设计在其主体部分的整个长度上使用细胞腱技术。在这种情况下，不使用腱束联接，并且在工厂中制造腱的全长，然后被拖到腱被竖立和安装的安装位置。
而在混合细胞腱设计中，仅腱主体的一部分使用细胞腱技术，而其余部分保持为常规腱。每个主体段（细胞或常规）的长度被限制为小于90m（295ft），互相间通过连接头连接各主体段，就像在传统设计中的那样。
细胞腱技术通过其多个捆绑管使得设计者能够通过使用具有合理的壁厚的较小直径的单个腱管来实现更大的总横截面积，其解决了与顶部的利用率和底部的相互作用比相关的问题。通过这个更大的面积，细胞腱提供更大的钢筋刚度，与在本研究中考虑的案例相比，在较深的水深处分别将TLP自然周期控制在低于所需的4.7和4.0的起伏和倾斜/俯仰方向的限制。由管束包围的合成泡沫块可以减少腱在水中的重量，这似乎是传统设计中的控制设计参数的方法之一。初步分析表明，使用细胞腱可以将可行性水深限制推进40％。
结论
对TLP应用的限制不仅仅是水深的函数。相反，它是TLP有效载荷，水深和设计环境的函数。本文准备了几个研究案例，研究了位于世界不同地区的深水和超深水域，TLP有效载荷的增量递增。并设计了位于墨西哥湾和西非近海的TLP，据此建立了作为有效载荷，水深和位置的函数的可行性包络。
研究发现，具有常规腱的TLP甚至可以超过2,800m，这取决于其顶部有效载荷和环境。另一方面，对于具有较大有效载荷的TLP，水深极限甚至可能低于1,500m的常规标准。
对于墨西哥湾中水深相对较浅、且有效载荷非常大的情况，TLP设计主要由腱利用率决定；而对于中等水深的中等有效载荷，自然周期（由质量和刚度控制）和水中腱的重量作为另外的两个控制参数。具有小有效载荷的超深水中的TLP设计也被发现主要由腱利用率，自然周期和腱在水中的重量决定。
对于西非海上的TLP，TLP设计具有大的有效载荷和相对浅的水深，主要是自然周期的要求决定。自然周期，腱IR利用率和腱在水中的重量在中等水深、中等有效载荷和超深水设计的设计中仍占主导地位。
与墨西哥湾相比，西非海上邻近地区的可行性极限较大，原因是环境更友好。对于西非和墨西哥湾，我们发现可行性包络几乎是线性的。通过其多个束管的替代性细胞腱技术，使得设计者能够实现期望的更大的总横截面积，这是通过使用具有合理壁厚的较小直径的单个管道来实现的。这解决了与常规腱设计相关联的顶部利用率和底部相互作用比相关的问题。
通过其更大的横截面面积，细胞腱还提供更大的刚度，与在本研究中考虑的案例相比，在较深的水深处分别将TLP自然周期控制在低于所需的4.7和4.0的起伏和倾斜/俯仰方向的限制。由管束包围的合成泡沫块可以减少腱在水中的重量，这似乎是传统设计中的控制设计参数的方法之一。初步分析表明，使用细胞腱可以将可行性水深限制推进40％。