非黏合柔性立管的内部结构根据不同的工程项目要求进行设计,即通过对柔性立管的层数、厚度及排列等进行设计,这一特性使其成为柔性立管中的主流产品。
1976年非黏合柔性立管首次使用于巴西油田,目前位于墨西哥湾的柔性立管深度可达2000m。柔性立管具有比钢悬链线管小的弯曲刚度,柔顺性好;其造价往往高于钢悬链线式立管,但安装成本较低,水动力学特性也优于后者;其保温性能可通过对高分子层的热力学物性选择加以设计实现。柔性立管的优点在于:使用于各种浮式生产系统,抗疲劳能力强;缺点在于:造价十分高昂,管径存在一定限制,使用水深存在一定限制,布置空间要求较大。柔性立管在浅水中用作膨胀弯,通过自身的弯曲变形抵抗管线两端由于温差或振动而产生的应力;非黏合柔性立管在深水环境中通常被用于连接海底资源和海上作业平台,承受上部浮体随波浪流运动引起的循环载荷作用。刚性立管在此工作环境中极易产生涡激振动及疲劳破坏,而非黏合柔性立管因其自身的柔性对动态的载荷有更好的适应性,能承受轴向拉力和较大的弯曲变形,可以有效缓解在波浪流载荷作用下涡激振动引起的疲劳问题。
柔性立管结构形式复杂,在工作和安装过程中,会受到内外压、轴向拉力、弯矩、扭转等多种载荷,存在着压溃、屈曲、疲劳、屈服等多种失效模式,这都给柔性立管设计带来了极大的挑战。目前,柔性立管的设计和制造技术基本被法国的Technip公司、英国Wellstream公司和丹麦NTK公司垄断。