在水深超过600米的深水钻井时，立管柱的总湿重必须保持尽可能低，甚至重型立管张紧设备也不能处理深水钻井所需的长立管柱的重量。顶部张紧立管需要保持一定的拉力，这有利于立管抵抗环境载荷引起的力和弯矩。立管拉力可以由泡沫浮力块或空气罐来提供，这是两种常用的浮力装置，将这些浮力装置连接在立管单根的外部，可以减小立管单根湿重，进而减小所需的顶部张力。

通常采用中空球填充的复合材料，最常见的复合泡沫塑料是具有增强的微球和大球的热固性树脂，是经过热硬化、充满小圆气泡的塑料泡沫，气泡包裹在硬壳中。浮力块通常制成一定长度的扇形，设有开口槽以容纳压井/节流和辅助管线，并用环形绑带或其他合适的方式固定在立管上。浮力块适用于600～3000米水深，每个立管单根可以安装数对浮力块。浮力块的紧固件必须选择耐电化腐蚀的材料。正确安装立管浮力块可以将立管柱的有效湿重减少其在空气中重量的90%～95%。

深水中，顶部分布式浮力泡沫用来提供立管升力并减小立管单根的湿重。典型的分布式浮力系统包括浮力块、绑带和止推环。浮力块通常是半边壳体并用紧靠在立管单根上、下联轴器上下方的止推环捆扎在立管外部。在存储、搬运、运输或安装浮力块过程中不应出现较大困难。还应考虑为模块提供兼容的外部保护层，这有助于减少吸水造成的浮力损失并抵抗正常处理作业中遇到的冲击和磨损。浮力材料选择应考虑水深、化学品和极端温度以及系统在使用寿命内遇到的载荷范围。

止推环可以将浮力从系统传递到立管单根，并能支持系统在空气中的全部重量。壳体的内部结构为每条管线专门制造，以容纳辅助管线和立管夹。

又称为浮力罐，是基于浮力的张紧系统的中心部件，通常安装在立管连接器上为立管提供顶部张力，并在立管周围形成环向空间。空气罐的注气管和引水管在外界静水压作用下向罐内注气，空气替代海水以提供浮力。注气管中的浮阀安装在底舱附近，用来保持水位。当引水管启动时，空气罐内的海水通过排出阀排出。阀门的布置需适应所需的浮力等级、钻井船上的压缩机用于通过注气管向空气罐注气。空气罐张紧系统原理非常简单，具有自张紧以及同机械张紧系统相比需要较低监督的优点。

典型的空气罐组件包括空气罐、龙骨阀杆和上阀杆，龙骨阀杆和上阀杆通常通过机械连接器连接到空气罐。空气罐和阀杆组件可以是整体式或非整体式（见图）。整体式系统由连接在立管单根上的一个空气罐构成，立管外壁形成空气罐的内径。而非整体系统由支撑空气罐的内管（阀杆）构成，空气罐和相关的阀杆都独立于立管外壳，非整体式罐通常单独安装。立管通过阀杆下入并下放在这个阀杆外伸部分的顶部台肩（上部阀杆）上，上部阀杆承受着立管的全部张力和水上采油树的重量。最新型设计通过阀杆接头把空气罐连接在一起，在这种情况下，全部张力在海面井口处传递给立管。

B 空气罐整体式和非整体式深吃水立柱式（SPAR）平台空气罐

整体式系统的主要设计问题是空气罐间歇性存在造成的立管经受的弯曲刚度的阶跃增加。由于与空气罐和导向器之间的相对横向运动耦合，有效弯曲刚度的增加将会影响该区域立管的模态响应，并会促进振动或船体内立管的共振响应。这反过来可能导致应力集中和增加船体内立管的疲劳损伤。当采用非整体系统时，这个问题可以避免。

一般来说，非整体式空气罐的效率小于整体罐的效率。因此对于立管上给定数量的空气罐，非整体式空气罐需要较大直径的罐。这是船体设计中一个重要考虑因素，因为井筒中浮力罐的直径和相邻立管的数量通常会决定船体的直径。