顶部张紧立管（TTR）通常用作钻井立管和生产立管，它需要保持一定的张紧力，这有利于立管抵抗环境荷载引起的弯矩。

作为钻井立管时，张力由机械装置提供（图1a）。张力还可以用复合泡沫塑料或浮力罐来提供。单柱式平台（Spar）的顶部张紧立管（图1b）的顶部张力由浮力罐提供。

图1 顶部张紧钻井和生产立管结构组成示意图

传统的张力腿平台（TLP）生产立管的主要部件构成（图2）：①应力接头。②标准接头。③飞溅区接头。④荷载支撑环。⑤滚柱。⑥水上采油树。

图2 TLP平台TTR

深吃水立柱式（Spar）平台生产立管的主要部件组成（图3）：①应力接头。②标准接头。③龙骨接头或下部阀杆。④浮力罐。⑤水上采油树。

图3 SPAR平台TTR

TLP和Spar平台的立管系统在浮式装置以下实际上是一样的，这两个立管系统在顶部支持和拉紧立管的方式上有区别。TLP立管由船体浮力支持，张力由张紧器所支持的支撑环提供。通过TLP甲板上的滚柱定位立管的中心，并调整立管和船体之间的角度。

Spar平台立管由浮力罐（空气罐）支持，而不是由Spar平台船体自身支持。Spar平台和立管之间的角度在龙骨接头处进行调节。传统spar平台上的早期龙骨接头包括一个由大直径管构成的单接头，该接头通过端部的挠性连接与立管外部相连。外立管在龙骨导向器处与spar平台船体接触，外立管和Spar平台船体都留有足够的磨损余量，以便在使用期限内适应由相对运动所造成的材料损失。在桁架式Spar上不使用这种类型的龙骨接头，而是采用延伸浮力罐的下部阀杆穿过龙骨，立管借助于球型接头在整个阀杆的底部附近进行中心定位。

包括：①和锥形应力接头用作生产立管和完井之间的海底连接，二者可以制成一个整体组件，形成完整的终端连接组件。②必须具有足够的抗压力、拉伸和弯曲载荷能力，其压力完整性和疲劳寿命必须足以承受立管在开发使用寿命期内施加的动态力。③设计必须提供最大拉力、弯矩和剪力等界面载荷，然后使用局部有限元分析进行设计。

包括：①具有锥形横截面的专用立管接头，用来在受控长度上分布弯曲载荷，使弯曲应力可以接受。②在干式采油树生产立管系统中的典型位置位于井口连接处，在深吃水船舶龙骨接头上、下方。②厚度和长度由要求在整个设计寿命内所有预期的可能载荷组合下承受过度弯曲来确定。设计长度还可能受装卸和制造因素限制，合理的上限大约为18米，如果需要，可以制造超过一个分段的TSJ以实现更长的长度。③总体设计可以利用分析工具进行全局分析，关键问题包括极端和疲劳响应特征。需要进行局部有限元分析来验证TSJ设计并确定用于整体疲劳分析的应力集中系数。危险区出现在TSJ与连接之间的界面。④对于位于井口界面的TSJ，最恶劣的载荷条件是在这个位置造成最大转角和相关的张力的工况。在极端环境条件并且船舶在海面受到严重偏移和运动情况下立管被吹离井口时，通常会出现最大转角和张力。船舶的大偏移/钻井要求导致TSJ分段的长度增加。⑤危险区位于TSJ和第一个标准立管单根的界面处。为了优化TSJ分段的响应并限制其长度，在此界面可能使用较厚的立管分段。

将立管底部与防喷器组顶部相连，这种连接通过合成橡胶元件为立管提供侧向支撑并限制其转动。转动刚度减小了底部挠性接头的转角，提高了立管的性能，从而使立管能在更为恶劣的环境下工作。见挠性接头。

由具有机械连接器的无缝管焊接在管端构成，它是构成立管柱的基本部件。见立管单根。

通过其两端的机械连接器联接在一起，连接器用来连接/断开连续的立管单根，在单根之间传递载荷并进行泄漏密封。见立管连接器。

包括：①位于立管进入深吃水船底部的位置，其通过提供必要的附加壁厚和载荷分布来保护立管抵抗船舶运动造成的大弯曲应力。②设计的关键参数为冲程、立管进入船舶处的弯曲响应以及接头和导向结构的磨损和剪切。典型的指导原则是龙骨接头长度比要求的船舶冲程大50％。龙骨接头截面和锥形截面的设计按照需要承受一定范围的设计环境/运行条件下产生的弯矩来确定。③最恶劣的载荷条件是在立管和船体的交点处造成最大立管转角以及相关的张力的工况，最大转角和张力通常发生在海面上施加严重船舶偏移和运动，导致立管柱在船体接口区域弯曲的载荷工况。④疲劳分析最初可选用合适的S-N曲线（材料标准试件疲劳强度为纵坐标，疲劳寿命的对数值lg N为横坐标的曲线），并取应力集中系数为1.5进行。⑤龙骨支撑在海水环境中的磨损潜力可能很重要，甚至可能决定龙骨接头船体的设计。因此，在立管系统的详细设计中应考虑龙骨接头和船体导向面之间的间歇接触和磨损。

顶部张紧钻井立管常用部件见钻井立管部件。