本發明涉及鉆井，具體為一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統及方法。
背景技術：
1、鉆井液氣侵和溢漏是鉆井過程中常見的復雜情況，若處理不當會發展為溢流甚至井噴，造成嚴重后果。一些鉆井平臺井噴漏油事故，主要是氣侵發現滯后、處理失控導致的重大安全事故，給人員生命、財產以及環境帶來了巨大損失。因此，為了有效防范類似事故的發生，需要對鉆井液氣侵和溢漏進行深入研究和嚴格監測，確保在事故發生初期能夠及時發現并采取有效措施加以控制。
2、隨著深地鉆井、深水鉆井等復雜地質環境和高難度鉆井作業的增加，氣侵和溢漏發生的風險大幅上升。在深地鉆井中，地層壓力和溫度條件更加復雜，地層中的氣體更容易進入井筒；而在深水鉆井中，由于海水深度大，井筒壓力系統更加復雜，氣侵后的監測和處理難度也相應增大，這使得對鉆井液氣侵和溢漏的監測與預防成為保障鉆井安全的關鍵環節。
3、鉆井液氣侵和溢漏可能導致鉆井液中的有害物質進入地下水體，造成地下水污染。如鉆井液中的化學添加劑、油類等物質滲入地下含水層，會改變地下水的水質，影響周邊居民的生活用水和生態環境。特別是在一些地質條件復雜、隔水層不完善的地區，這種污染風險更為突出。
4、溢漏的鉆井液還可能對土壤造成污染，改變土壤的理化性質，影響植被生長。此外，氣侵導致的氣體溢出，如含有硫化氫等有毒有害氣體，會對大氣環境造成污染，威脅現場作業人員和周邊居民的身體健康。因此，為了減少鉆井作業對環境的負面影響，滿足日益嚴格的環保要求，對鉆井液氣侵和溢漏的監測與控制顯得尤為重要。
5、目前，氣侵和溢漏的監測技術雖然取得了一定進展，但仍存在一些不足。例如，傳統的監測方法主要依賴于地面監測，監測精度和實時性有限，難以及時準確地發現井下早期氣侵情況，因此，設計了一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統及方法，用以對非滿管鉆井液出口流量精測量的目的是準確及時發現早期井涌、井漏引起鉆井液流量變化，提供工程預警依據。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，包括：
3、外防護殼、雷達液位計、雷達波流速傳感器和工業相機；
4、其中，所述外防護殼為中空且下部開口狀，所述外防護殼用于安裝在管道的外壁上，且在管道的外壁上設定有與外防護殼下部開口相匹配的檢測口，所述雷達液位計、雷達波流速傳感器和工業相機朝向檢測口；
5、所述雷達液位計的采集端與管道的外壁相垂直，所述雷達波流速傳感器與管道的軸線之間形成一個夾角，所述工業相機的拍攝端與管道的外壁相垂直；
6、所述外防護殼的內部上側設置有三個n形安裝架，所述雷達液位計、雷達波流速傳感器和工業相機分別對應安裝在三個n形安裝架內，所述外防護殼的頂部設置有安裝橫梁，所述安裝橫梁的下表面開設有橫向調節槽，所述安裝橫梁內設置有三個滑塊，所述n形安裝架的上端通過上緊固螺栓穿過橫向調節槽并與對應的滑塊螺接，三個所述n形安裝架的側壁上均開設有縱向調節槽，所述縱向調節槽內插接有側緊固螺栓，所述雷達液位計、雷達波流速傳感器和工業相機的上部分別設置有支架、縱向移動架和角度調節架，三個所述n形安裝架上的側緊固螺栓分別與對應的支架、縱向移動架和角度調節架螺接。
7、優選的，所述外防護殼為中空且前部開口狀，所述外防護殼的前部開口處可拆卸連接有蓋板。
8、優選的，所述外防護殼的前部開口處下側設置有磁力吸附塊，所述蓋板為鐵材質。
9、優選的，所述外防護殼的兩側上端均連接有安裝吊耳。
10、優選的，所述工業相機的下側設置有紅外濾光片。
11、優選的，所述外防護殼的兩側均設置有旋轉支撐座，所述旋轉支撐座上轉動連接有螺桿，所述螺桿的外壁上螺紋連接有卡接框，所述螺桿的頂端設置有旋轉手柄。
12、一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統的測量方法，該非滿管鉆井液出口流量在線測量系統的測量方法基于非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，該測量方法具體步驟如下：
13、s1：將雷達液位計、雷達波流速傳感器和工業相機安裝到管道外部對應位置；
14、s2：雷達液位計用于測量液位高度，雷達波流速傳感器測流速，工業相機的視頻光流速法用來捕捉流體表面的運動；
15、雷達液位計垂直安裝于管道側壁，采用調頻連續波技術，測量液位高度及管壁附著物厚度；
16、雷達波流速傳感器基于雙頻多普勒雷達，傾斜安裝于管道1/4處，獲取多普勒頻譜分布；
17、工業相機基于視頻光流速法，以50fps采樣率捕捉流體表面運動矢量場，得到流體的流速；
18、基于測量的液位高度及管壁附著物厚度，能夠獲取管道內部的截面積，基于截面積和流速，能夠得到流體的流量。
19、與現有技術相比，本發明的有益效果是：
20、本方案基于多傳感器配合的方式，測量精度提高，工作溫度適用范圍較廣，通常滿足-40℃~+120℃，響應時間短，反應迅速，通過設定外防護殼的形狀尺寸等，可以適用于多種管徑的管道。
1.一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于：所述外防護殼（1）為中空且前部開口狀，所述外防護殼（1）的前部開口處可拆卸連接有蓋板（2）。
3.根據權利要求2所述的一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于：所述外防護殼（1）的前部開口處下側設置有磁力吸附塊（16），所述蓋板（2）為鐵材質。
4.根據權利要求1所述的一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于：所述外防護殼（1）的兩側上端均連接有安裝吊耳。
5.根據權利要求1所述的一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于：所述工業相機（11）的下側設置有紅外濾光片。
6.根據權利要求1所述的一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，其特征在于：所述外防護殼（1）的兩側均設置有旋轉支撐座（17），所述旋轉支撐座（17）上轉動連接有螺桿（18），所述螺桿（18）的外壁上螺紋連接有卡接框（20），所述螺桿（18）的頂端設置有旋轉手柄（19）。
7.一種非滿管鉆井液出口流量在線測量系統的測量方法，其特征在于：該非滿管鉆井液出口流量在線測量系統的測量方法基于權利要求1-6任意一項所述非滿管鉆井液出口流量在線測量系統，該測量方法具體步驟如下：