Jacket (plattform)

Jacketer er fagverksplattformer bygget i stål. Det er den mest brukt plattformtypen i Norge og i resten av verden. 
Plattformen er sammensatt av et dekk som er understøttet av jacketen. Jacketen er igjen festet til havbunnen med pæler eller sugeanker. De anvendes i petroleumsvirksomheten og for vindmøller. De er permanent festet til havbunnen og er beregnet for lang tids bruk.
Plattformene har typisk mellom tre og åtte legger. Jacketen holder oppe dekket og gir støtte for stigerør, borerør, kabler og annet utstyr. Den overfører laster på dekket og understellet til pælene.

Dekket

Dekket har boligkvarter, lagerområder, bore- eller produksjonsutstyr. Spesielt for en del boreplattformer er den store boremodulen. Noen har også store konstruksjoner og mekanisk utstyr for å kunne skidde boreområde over en fast produksjonsplattform.
En vil videre ha dekkskraner for å løfte utstyr og forbruksvarer til og fra forsyningsbåter.
På grunn av høyden på skroget er det ofte uhensiktsmessig å ha stuplivbåter som en finner på andre typer plattformer. Men livbåter som kan droppes fra større høyder er under uttesting. Normalt brukes derfor vanlige lårelivbåter.

Pælene

Pælene er sylidriske stålrør. De er sveist sammen til et langt rør. De slås typisk ned 30 til 50m ned i bakken. Eldre plattformer har typisk flere og kortere pæler, mens nyere har lengre. Det skyldes økt pæledrivingskapasitet i hammerne.
Pælene som føres innvendig i leggene kalles leggpæler. Tilleggspæler kan settes gjennom føringer på bunnplatene. Disse kalles skjørtepæler. Pælene forbindes med jacketen etter pælingen med en betongmørtel. Leggpælene fungerer som en komposittkonstruksjon. Etter at mørtelen er størknet, kan pælene overføre både horisontale og vertikale laster ned i havbunnen.
Noen ganger klarer en ikke å få ned pælene til ønsket dypde. I Norge er pælene på Valhall IP et slikt eksempel.

Bygging

Plattformene bygges på land. Den bygges liggende for å unngå arbeid i høyden i størst mulig grad.
I Norge er Kværner Verdal den dominerende leverandøren. I tillegg er det bygget jacketer ved Kaldnes og Kværner Egersund.
For produksjon av pæler til jacketer er SIF i Nederland den største leverandøren i Europa.

Installering

Fra byggeverkstedet på land tas den om bord på en lekter ved hjelp av fjernstyrte lastebiler eller den løftes. På lekteren blir den sveist fast til lekteren (engelsk sea fastening). Mindre understell kan stå rett vei på lekteren, men de fleste ligger.
Transporten fra land til feltet er avhengig av fint vær og lave bølger. Det har skjedd at jacketer har fått skade på grunn av bevegelsene i lekteren, og blitt tatt til land igjen.
På feltet blir de fleste jacketene i dag løftet på plass av et større løftefartøy. Dersom jacketen veier mer enn om lag 10.000 tonn vil den bli sjøsatt. Den trilles da av lekteren og i sjøen, der den flyter ved hjelp av påmonterte flytetanker. Plattformen posisjoneres så til rett sted. Den senkes eller løftes så til sin nøyaktige posisjon.
Løftingen foregår oftest av løftefartøyene Thialf eller Saipem 7000.
Under innstalleringen av Frigg DP1 sviktet en oppdrifttank og plattformen havnet utilsiktet på feil plass.
Når plattformen er satt ned på havbunnen, vil den stå på en bunnplate (engelsk mud mat). En vil så normalt starte pælingen. En plattform vil normalt ha en til fire stålpæler i hvert hjørne. Pælingen gjøres med en stor hammer. Når pælingen er avsluttet blir det fylt inn betong (engelsk grouting) mellom pælen og føringsrørene (engelsk pile sleeve). Noen få plattformer har sugeanker med skjørt, som erstatter pæler. Disse presses ned i bakken med sug.
Når fundamentet er på plass løftes dekket på plass av løftefartøyet. Ofte vil hele dekket settes på i ett løft, men ved store dekk løftes dekket på i deler, som så sveises sammen.

Fjerning

Fjerning skjer ved at en løfter av dekket. En skjærer eller skyter av forbindelsen mellom pælene og jacketen. Jacketen blir så løftet på en lekter som tar den til land. Er jacketen stor, vil en måtte kutte den opp i deler før den kan løftes.
Bare noen få jacketer er fjernet på norsk sokkel. Det var på Odinfeltet, Ekofiskfeltet og Frøyfeltet.

Regelverk

Jacketene dimensjoneres i Norge som oftest etter NORSOK N-001 og ellers i verden etter API RP 2A-stanadarden. En har også begynt å ta i bruk ISO 19902 noen steder i verden.
Dimensjoneringen vil være basert på kontroller i fire grensetilstander. Det er analyser av jacketen, dekket og fundamentene for å sjekke at de ikke blir overbelastet ut fra det aktuelle vanndypet, stedsspesifikke geotekniske data og bølgeforholdene på stedet. Ved den stedsspesifikke vurderingen analyserer en også skipstrafikken i området, og om kollisjonslastene kan overstige det plattformen er dimensjonert for.
Før jacketen kan brukes på norsk sokkel, må operatøren innhente samtykke fra Petroleumstilsynet.

Last- og lastvirkningsanalyser

Summen av lastene i hvert knutepunkt må være lik null, ellers ville ikke dette vært et statisk system (i ro) men et dynamisk system (bevegelig). Et fagverk er basert på trekanter. Et fagverk består av et bærende rammeverk med skråstaver. Noen fagverk har vertikale staver mellom strekk- og trykkstaver. Disse stavene vil bli såkalte ”null-staver”. Det vil si at nesten ingen laster går igjennom disse.
De viktigste lastene på leggene er fra vektene fra dekket, samt bølger. Laster fra bølger, strøm og vind er i Norge de viktigste bidragsyterne. Noen steder i verden må en også gjøre omfattende jordskjelvanalyser, men de betyr relativt lite i Norge. For områder med innsynking som på Ekofisk sjekker en også for at plattformene plutselig kan falle ned på grunn av reservoarinnsynking (engelsk sudden drop).
Over tid vil leggene bli begrodd med ulike marine dyr og planter. De mest vanlige på norsk sokkel er rur og blåskjell. En slik vekst gjør at diameteren på leggene blir større og plattformene pådrar seg større bølgelaster. Tidligere unngikk en begroing ved å smøre leggene med spesielle belegg, men disse er ikke lenger tillatt brukt på grunn av miljøfaren. Før en kan inspisere leggene er det nødvendig å rengjøre dem for groe. Det gjøres oftest med høytrykksspyling.
Analysemetodikken betyr en del for hvilke spenninger en forholder seg til. Det er flere typer analyser, - der en regner med deterministiske spenningsendringer eller der spenningene blir behandlet statistisk. Stokastiske utmattingsanalyser gir lavere utmattingslevetider enn tidsserieanalyser for jacketer. En kan ende opp med å inspiserer på feil steder, fordi det ikke nødvendigvis er de samme stedene som har lavest utmattingslevetid i de to typer analyser. Hovedforskjellen er i antakelsen om Rayleighfordeling på lastvirkningene i en stokastisk analyse.

Bølgelaster

Den første bølgelasten som en kunne fastsette analytisk var for en stor vertikal sylinder som gikk fra bunnen og stakk opp over havflaten. Bølgene vil her strømme rundt sylinderen uten at det dannes virvler - separasjon. Metoden kalles McCamy-Fuchs metode. Den regnes som gyldig dersom bølgelengden er større enn om lag fem ganger diameteren på søylen. Bølgelastene er størst når bølgen treffer konstruksjonen midt mellom bølgetoppen og bølgedalen. Akselerasjonen har da sin største verdi, og en sier at lasten er akselerasjonsstyrt. Bølgelasten er proporsjonal med diameteren på sylinderen, vanndypet, egenvekten på vannet og bølgehøyden, og omvendt proporsjonal med kvadratet av bølgeperioden. I tillegg vil sylinderen påvirke væsken, som gir et samvirke som kalles virtuell masse eller tilleggsmasse.
For mindre sylindre vil en få virveldannelser i bølgene når den treffer sylinderen. Lastbildet blir da usymetrisk og det har vist seg umulig å bestemme lasten analytisk. Den mest benyttede empiriske metoden kalles Morisons formel. Den har et bidrag (kalt masselast) fra akselerasjonen (som i McCamy-Fuchs metode) og et bidrag som er proporsjonalt med kvadratet av bølgehastigheten (kalt draglast). Skaleringskoeffisientene i formelen fastsettes ved modellforsøk. Det er særlig data fra en rekke forsøk utført på Turgut Sarpkaya på 1970-tallet som brukes. Draglasten er proporsjonal med diameteren på sylinderen, vanndypet og egenvekten på vannet, omvendt proporsjonal med kvadratet av bølgeperioden, og proporsjonal med kvadratet av bølgehøyden.
Begroing (som rur, blåskjell og tare) på sylinderen reduserer masselasten og øker draglasten.
Strømlaster tas hensyn til ved å legge strømhastigheten til bølgepartikkelhastigheten, før hastigheten kvadreres.
Dersom bølgeperioden samsvar med konstruksjonens egenperiode kan en få resonans, med kraftige forsterkninger.
Bølgeslag fra en bølgetopp kan gi svært høye lokale laster på dekket. Bølger som treffer dekket på en plattform kalles gjerne "grønn sjø". Grønn sjø på dekk beregnes ofte etter dambrudds-teorier. En antar da at en dam brister, og vannet renner inn over dekket på skipet eller plattformen og treffer utstyr. Bølgeslag på dekket gir også betydelige laster på jacketen. "Hvit sjø" er bølgeskummet på toppen av bølgene. De har normalt en vesentlig lavere egenvekt enn grønn sjø, og kan ikke gjøre så mye skade. Hvit sjø er derimot viktig i vurderingen av isingsfare, og kan treffe høyere oppe enn grønn sjø.

Styrke

Når en kjenner hvilke spenninger en jacket utsettes for, kontrollerer en at den har tilstrekkelig styrke.
For staver som er i strekk er kontrollen i stor grad om spenningene er lavere enn flytespenningen. For legger og staver i trykk må en også kontrollere for knekking.
For å få overslag over knekklasten av de gjennomgående søylene, kan en bruke en knekklengde som er litt større enn avstanden mellom understøttelsespunktene. Økende eksentrisiteter i knutepunktene øker slankheten, og reduserer knekklasten. Eksentrisiteten er avstandene mellom der senterlinjen til stavene krysser hverandre i et knutepunkt. Staver som er satt sammen symmetriske om midtlinjen i et fagverk, er gunstigst for knekking da det ikke gir særlig sekundæreffekter. Det er en fordel at kryssende diagonaler festes innbyrdes i krysspunktet.