随着科学技术的不断进步以及对能源需求的增加，海洋石油开发已成为重中之重。张力腿平台作为海洋石油开发的重要平台之一，以其特有的丛式井开发、干式采油树和表面防喷器的使用、良好的稳定性及垂荡性能等特点，降低了作业难度，同时提高了作业效率，并越来越受到人们的重视。我国对于张力腿平台研究基本处于空白阶段，对于张力腿平台丛式立管(下文简称，立管)系统设计方法研究处于起步阶段，而张力腿平台丛式立管系统安全关乎钻井、生产作业的安全，故本文结合中国海洋石油总公司综合科研项目“深水张力腿平台立管系统钻完井安全作业技术研究”，开展张力腿平台顶部张紧式立管系统设计方法研究，为我国张力腿平台应用及作业安全提供技术支持。主要研究有以下几个方面：　　1. 张力腿平台立管系统配置及选型研究　　顶部张紧式立管结构尺寸与作业安全息息相关，本文研究单层、双层立管应用条件，并基于API RP 2D规范中的立管强度、压溃、爆裂等准则，建立立管壁厚、外径设计方法，形成立管选型流程，指导立管选型；依据现有张力腿平台钻井立管(DTTR)和生产立管(PTTR)系统配置，分析立管系统配置组成，建立张力腿平台顶部张紧式立管系统配置流程。　　2. 张力腿平台立管系统张紧力计算方法及优化研究　　张力腿平台对变载荷敏感且丛式立管结构导致立管间尾流效应存在，可能引起立管碰撞和过早破坏。基于丛式立管系统碰撞分析，研究适合张力腿平台立管系统张紧力计算方法，并以防碰撞及减少平台变载荷为目标提出张力腿平台立管系统张紧力优化方案、具体优化方法及适用范围，建立张紧力优化流程，对比优化前后立管间距，证明优化方案可行性。　　3. 张力腿平台井口分布、间距设计方法研究　　张力腿平台水下井口布局设计关系到立管安全，一旦发生井口间距设计过小或立管倾斜角度过大，很可能引起立管碰撞和安装不顺利问题，从而降低立管性能给作业带来风险。考虑张力腿平台立管全部作业过程等，提出水下井口布局设计准则，基于水下井口布局设计要求，提出井口布局设计方法，结合立管碰撞分析建立水下井口布局设计流程，确定水下井口布局。　　4. 顶部张紧式立管涡激抑制方案设计研究　　涡激振动是导致顶部张紧式立管破坏主要因素之一，研究涡激振动机理及涡激抑制装置的抑制机理，分析生产及钻井立管系统疲劳损伤，将立管系统分区并制定涡激抑制方案，应用 SHEAR7 软件对不同涡激抑制方案进行立管涡激疲劳分析，确定张力腿平台立管系统最优涡激抑制方案。