CN106401567B - 一种基于浅层地热井的水位水温自动监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，包括从上至下排列有固井段和过滤器井段的地热井，固井段包括6米长的井壁管；过滤器井段包括6米长的透水管，在透水管与井身之间填充卵石；在过滤器井段底部设置有5米长的沉淀井段，该沉淀井段的直径小于固井段和过滤器井段的直径；过滤器上安装有水温信息采集装置，水温信息采集装置包括了水温传感器；水温传感器设置的热敏电阻丝缠绕在过滤器的外表面上；地热井井口设置有水位信息采集装置，水位信息采集装置包括超声波水位传感器以及GPRS模块；所有检测信息通过GPRS模块传输到服务器。能精确测量地热井水温，并将检测信息实时上传服务器，为热能应用提供精确的数据基础。
Description
技术领域
本发明涉及地热检测技术领域，具体涉及一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***。
背景技术
地下热能是一种可再生的清洁能源，最常见的就是天然温泉，深受人们的青睐，如今地下热能已经在各领域进行广泛应用。
地热井是对地热资源利用的重要步骤，对于不同地质，地热井的井身结构也是不尽相同的。地热井的过滤功能对后续地热的利用至关重要，如果泥沙进入地热井中，潜水泵将含泥沙的水抽出进行利用，容易造成设备的损坏，影响***运行，造成重大损失；而且，随着泥沙进入地热井中的数量增多，还会导致井道淤塞，影响地热井的正常使用。
随着对地热的利用要求不断增加，对于地底温度的检测精确度要求越来越高。目前地热温度检测采用的方法是将地热井井水通过泵抽取到地表的水温检测箱，在水温检测箱内对水温进行检测，然后将检测信息直接录入***存储。这种检测方法存在着一定的缺陷，在地下水抽取的过程中，不可避免地会造成热量的损耗，导致水温测量偏差较大，如果想精确检测，需要对抽到地表的水进行适当加热再测量，造成热能损耗。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，能精确测量地热井水温，并将检测信息实时上传服务器，为热能应用提供精确的数据基础。
本发明提供的一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其中，地热井包括从上至下排列的固井段和过滤器井段，固井段包括6米长的井壁管，井壁管与井身之间采用水泥浆回灌；过滤器井段包括6米长的透水管，透水管与井身之间设有过滤器，且在透水管与井身之间填充卵石；在过滤器井段底部设置有5米长的沉淀井段，该沉淀井段的直径小于所述固井段和过滤器井段的直径；过滤器上安装有水温信息采集装置，水温信息采集装置包括第一RF射频模块、第一控制器、气压传感器以及水温传感器；水温传感器设置有热敏电阻丝，且该热敏电阻丝缠绕在所述过滤器的外表面上；地热井井口设置有水位信息采集装置，水位信息采集装置包括第二RF射频模块、第二控制器、超声波水位传感器以及GPRS模块；水温传感器、气压传感器、第一RF射频模块均与第一控制器电性连接；超声波水位传感器、第二RF射频模块均与第二控制器电性连接；第一RF射频模块和第二RF射频模块无线连接；第二控制器将检测信息通过GPRS模块传输到服务器。
本发明中，地热井从上至下依次为固井段、过滤器井段和沉淀井段，而地热井建造位置的地质结构从上至下依次分为5米的粉质粘土层、7米的卵石层和5米的泥质粉砂岩层，由于粉质粘土层的结构松散，而且含水量少，因此为了保证井身结构的稳定性，以及防止冷水进入到地热井中，将固井段深度定为6米，并采用6米长的井壁管和回灌水泥浆的方式进行加固；由于卵石层的含水量丰富，因此在卵石层设置深度为6米的过滤器井段，采用6米长的透水管加固，在透水管和井身之间设置的过滤器可以将地下水中的泥沙阻隔在透水管与井身之间，防止泥沙进入地热井中，并在透水管与井身之间填充卵石，以进一步保证过滤器井段的稳定性，同时由于填充物与过滤器井段所处地质的主要成分相同，不会影响地下水的流通；在过滤器井段底部设置5米长的沉淀井段，当过滤器性能下降时，不可避免的会有泥沙进入到地热井内，此时，由于泥沙的密度大于水的密度，因此在重力的作用下，泥沙会落在沉淀井段的底部，不会被潜水泵抽出进入循环***，提高了地热井中水源的质量，由于泥质粉砂岩较为坚硬，因此该沉淀井段设计为裸井，且其直径小于固井段和过滤器井段的直径，可以在保证井身结构强度的同时节省地热井的建造成本。在过滤器上安装有水温信息采集装置，主要采集地热井的水位、水温和气压等信息，所以该水温信息采集装置包括了电源、气压传感器以及水温传感器，同时需要将采集的信息传输到服务器，因而该水温信息采集装置还包括第一RF射频模块和第一控制器，由第一控制器控制气压传感器和水温传感器检测大气压信息和水温信息；水温传感器采用较长的热敏电阻丝，让其缠绕在过滤器的外表面上，可以做到精确测量水温；本发明采用GPRS模块将检测信息传输到服务器，考虑到地下采用GPRS信号不稳定的情况，在地热井井口设置了水位信息采集装置，且水位信息采集装置设置有第二RF射频模块，第一RF射频模块和第二RF射频模块无线连接，达到数据有效传输的目的；水温信息采集装置采集的水温信息和大气压信息通过第一RF射频模块和第二RF射频模块的传输，与第二控制器控制超声波水位传感器检测的水位信息整合之后通过GPRS传输到服务器。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置，一级过滤装置包括基础管、保护挡筋和包网，基础管管壁上布置有透水孔，保护挡筋竖向焊接在基础管外壁上，包网包裹在保护挡筋外并用铁丝缠绕固定；二级过滤装置包括内管、外管、隔板和滤芯，外管管壁上布置有透水孔，外管顶端设置有吊环，隔板将内管与外管之间分割为多个腔室，腔室上下端开口，滤芯填充在腔室中；外管顶端设置有向外突出的环形外管突出体，基础管设置有向内突出的环形基础管上突出体和基础管下突出体，外管突出体压在基础管上突出体上，外管底部压在基础管下突出体上。
本发明用于地热井的过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置。其中一级过滤装置对泥沙进行粗虑，主要用于过滤掉大颗粒的砂子，基础管管壁上均匀布置有透水孔，包网包裹在管外，地下水要进入热源井中，首先要经过包网及基础管的透水孔两层过滤，过滤掉大颗粒的砂子。二级过滤装置对泥沙进行精虑，主要用于过滤掉细小的泥沙，二级过滤装置包括内管、外管、隔板和滤芯，内管与外面同轴布置，隔板是内管与外管的连接骨架，同时将内管与外管之间的空间隔为多个腔体，腔体内充填滤芯，通过这样的设计，使整个二级过滤装置为一个整体，结构牢固；二级过滤装置主要靠设在外管管壁上的透水孔和腔室中的滤芯两层过滤，内管管壁未设置透水孔，腔室上、下端为敞口，地下水进入腔室后，沿腔室上、下流动，从腔室上、下端排出，通过这样的设计，延长了地下水在滤芯中的流动路径，提高了过滤效果。一级过滤装置滤孔较大，不易堵塞，能过滤掉大颗粒砂子，二级过滤装置滤孔小，容易堵塞，能过滤掉细小泥沙，采用这种分级过滤的方式，既能较彻底地过滤掉砂子，又能减小过滤器堵塞的概率。外管向下穿过基础管上突出体内圆，外管突出体压在基础管上突出体上，外管底部压在基础管下突出体上，使二级过滤装置和一级过滤装置结合在一起，并且它们之间均垫有胶垫，通过二级过滤装置的自重压实胶垫，密封效果好，泥沙不会从缝隙流出。二级过滤装置为整体式设计，可轻易与基础管上突出体和基础管下突出体分离，可通过设置在外管顶端的吊环将二级过滤装置整体吊出热源井进行清洗、维修或更换，清洗、维修或更换后再将二级过滤装置吊入热源井中，与一级过滤装置组合在一起使用，从而解决了好的虑砂效果与滤孔容易堵塞之间的矛盾。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，滤芯为不锈钢滤芯，内管的外壁和隔板上设置有向外突出的固定件，固定件用于固定所述不锈钢滤芯。所述每个腔室的横截面积相等。不锈钢滤芯具有良好的过滤性能，过滤后的地下水能满足***使用要求，其耐蚀性、耐热性、耐压性、耐磨性好，能满足恶劣的地下环境，其芯气孔均匀、精确的过滤精度，单位面积的流量大，能提高精滤的效率，提高过滤效率，其清洗之后可以再使用，免更换，节约资源，降低成本；经粗滤后的地下水从外管的透水孔进入腔室后，沿腔室上、下流动，经腔室敞口排出，滤芯容易发生位移、结团，固定件对不锈钢滤芯起固定作用，过滤时，水的流动不会使滤芯发生位移，滤芯不会结团，从而保证了滤芯的正常工作，提高了过滤效果；而各腔室的横截面积相等，进出腔室的水量均匀，可以进一步提升过滤的效果和效率。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，外管的透水孔为圆形孔，所述圆形孔左、右两列相互错开。采用条形孔，能满足粗滤要求，左、右相邻两排相互错开，使透水孔分布更均匀，过滤进入基础管的地下水也更均匀，可以进一步提升过滤的效果和效率。
可选地，所述内井壁管的外表面设置有太阳能吸热涂层。由于内井壁管直接接触地热井中的水源，导致其外表面有较高的温度，而太阳能吸热涂层能够较好吸收红外线，从而在内井壁管的外表面形成一个聚热层，降低内井壁管的热量溢出，进一步提高了保温效果。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，基础管内外表面、内管的内外表面、外管的内外表面和透水孔的表面均涂有防腐蚀层。地下的环境一般都比较恶劣，腐蚀性较强，在基础管内外表面、内管的内外表面、外管的内外表面和透水孔的表面这些与地下水或土壤直接接触的部分涂一层防腐蚀层，能减小过滤器部件的腐蚀，延长使用寿命。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，井壁管包括外井壁管和内井壁管，所述内井壁管通过固定支架与所述外井壁管连接，所述外井壁管和内井壁管之间设置有保温层。由于固井段处于井身的上方，该地层的温度较低，地热井中的水源接触到井壁管将会导致热量散失，因此，在固井段处设置保温层可有效防止地热井中水源热量的流失。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，保温层为聚氨酯发泡层。利用发泡技术在外井壁管和内井壁管间形成的聚氨酯保温层具有良好的保温效果，能够满足长时间的保温需求，而且聚氨酯材料具有良好的耐磨性、耐老化性和粘合性，可以适用于地热井的使用环境。
可选地，上述所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，还包括为所述水温信息采集装置和水位信息采集装置供电的电源，电源均采用耐高温锂电池，该耐高温锂电池的耐温上限为150摄氏度。由于水温信息采集装置是侵泡在地热井井水中，如果普通锂电池长时间处于高温环境使用寿命会大大缩短，而且有可能会造成水源的污染，因此需要考虑锂电池的耐温性能，从而选择了耐温上限为150摄氏度的高耐温锂电池。
可选地，上述基于浅层地热井的水位水温自动监测***中，外井壁管的内表面设置有红外线反射涂层。外井壁管内表面设置的红外反射涂层可以对聚氨酯保温层的红外线进行反射，降低聚氨酯保温层热量的扩散，提高保温效果。
有益效果：本发明提供的一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，包括从上至下排列有固井段和过滤器井段的地热井，固井段包括6米长的井壁管；过滤器井段包括6米长的透水管，在透水管与井身之间填充卵石；在过滤器井段底部设置有5米长的沉淀井段，该沉淀井段的直径小于固井段和过滤器井段的直径；过滤器上安装有水温信息采集装置，水温信息采集装置包括了水温传感器；水温传感器设置的热敏电阻丝缠绕在过滤器的外表面上；地热井井口设置有水位信息采集装置，水位信息采集装置包括超声波水位传感器以及GPRS模块；所有检测信息通过GPRS模块传输到服务器。有益效果：能精确测量地热井水温，并将检测信息实时上传服务器，为热能应用提供精确的数据基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***的地热井结构示意图；
图2为本发明一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***结构示意图；
图3为本发明一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***的井壁管的结构示意图；
图4本发明一种基于地热井的热泵水位水温自动监测***的过滤器的剖视结构示意图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为图4的B-B剖视图；
图7为图4的C-C剖视图；
图8为本发明地下水源热泵水位水温自动监测***中过滤器的基础管与二级过滤装置结合的结构示意图；
图9为本发明地下水源热泵水位水温自动监测***中过滤器的二级过滤装置的结构示意图。
附图标记：
1-井壁管；2-透水管；3-过滤器；a-水温信息采集装置；b-水位信息采集装置；
11-外井壁管；12-内井壁管；13-固定支架；14-聚氨酯保温层；15-红外线反射涂层；16-太阳能吸热涂层；31-基础管；32-保护挡筋；33-包网；34-铁丝；35-外管；36-内管；37-腔室；38-隔板；39-透水孔；
311-基础管上突出体；312-基础管下突出体；351-外管突出体；352-吊环；361-固定件；a41-热敏电阻丝
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
参照图1和图2，本发明提供了一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，在实施例中选择的地热井建造位置的地质结构的主要成分从上至下依次为5米的粉质粘土层、7米的卵石层和5米的泥质粉砂岩层，其中，粉质粘土层的结构松散，含水量少，卵石层的结构也松散，但是含水丰富，泥质粉砂岩的结构相对紧密，稳定性较好；因此，为了保证井身结构的稳定性和地热井中水源的质量，本发明实施例提供的一种基于粉质粘土层、卵石层、泥质粉砂岩多层地质的地热井，从上至下依次为固井段、过滤器井段和沉淀井段，其中固井段为6米，相应地采用6米长的井壁管1加固，在井壁管1和井身之间采用水泥浆回灌，以提高地热井的稳定性；过滤器井段为6米，相应地采用6米长的透水管2加固，在透水管2与井身之间设有过滤器3，并在透水管2与井身之间填充卵石，进一步巩固井身结构的稳定性，卵石层中的地下水经由过滤器3从透水管2上的孔中流入到地热井中，过滤后的地下水水质得到了改善，水中泥沙的含量大幅减少，可满足后续对地热井中的水源的利用需求；沉淀井段为5米的裸井，其直径小于固井段和过滤器井段的直径，当过滤器性能下降时，不可避免的会有泥沙进入到地热井内，此时，由于泥沙的密度大于水的密度，因此在重力的作用下，泥沙会落在沉淀井段的底部，不会被潜水泵抽出进入循环***，进一步保证了地热井中水源的质量。
为了精确测量该地热井的水位和水温等信息，在过滤器上安装了水温信息采集装置a，水温信息采集装置a内部设置有第一RF射频模块、第一控制器、气压传感器、水温传感器以及电源；水温传感器设置有热敏电阻丝a41，且该热敏电阻丝a41缠绕在过滤器3的外表面上；在地热井的井口设置有水位信息采集装置b，水位信息采集装置b的内部设置有第二RF射频模块、第二控制器、超声波水位传感器、GPRS模块以及电源；其中，水温传感器、气压传感器、第一RF射频模块以及电源均与第一控制器电性连接；超声波水位传感器、第二RF射频模块以及电源均与第二控制器电性连接；第一RF射频模块和第二RF射频模块无线连接，用于实现两模块通过RF信号传输信息；第二控制器将检测信息通过所述GPRS模块传输到服务器；本发明采用GPRS模块将检测信息传输到服务器，考虑到地下采用GPRS信号不稳定的情况，采用了第一RF射频模块和第二RF射频模块块无线连接，且两模块处于同一竖直线上，从而达到数据有效传输的目的；水温信息采集装置a采集的水温信息和大气压信息通过第一RF射频模块和第二RF射频模块的传输，与第二控制器控制超声波水位传感器检测的水位信息整合之后通过GPRS传输到服务器。
上述基于地热井的热泵水位水温自动监测***还包括电源，该电源为水温信息采集装置和水位信息采集装置供电，电源均采用耐高温锂电池，该耐高温锂电池的耐温上限为150摄氏度。由于水温信息采集装置是侵泡在地热井井水中，如果普通锂电池长时间处于高温环境使用寿命会大大缩短，而且有可能会造成水源的污染，因此需要考虑锂电池的耐温性能，从而选择了耐温上限为150摄氏度的高耐温锂电池。
参照图3，所述井壁管1包括外井壁管11和内井壁管12，该内井壁管12通过固定支架13与外井壁管11连接，在外井壁管11和内井壁管12之间设置有发泡形成的聚氨酯保温层14，由于固井段处于井身的上方，该地层的温度较低，地热井中的水源接触到内井壁管12将会导致热量散失，因此，在固井段处设置保温层可有效防止地热井中水源热量的流失；所述外井壁管11的内表面设有红外线反射涂层15，该红外线反射涂层15是以热固性树脂材料为低温成膜物质，以低熔点和低膨胀系数特制无铅玻璃粘结剂为高温粘结材料，经特殊工艺加工制备的一种具有红外反射功能的，耐高温、粘结性强且无毒无污染的有机无机复合涂层，可以对聚氨酯保温层14的红外线进行反射，降低聚氨酯保温层14热量的扩散，提高保温效果；由于内井壁管12直接接触地热井中的水源，导致其外表面有较高的温度，因此在所述内井壁管12的外表面设有太阳能吸热涂层16，可以较好地吸收红外线，从而在内井壁管12的外表面形成一个聚热层，降低内井壁管12的热量溢出，进一步提高了保温效果，该太阳能吸热涂层16为钢的阳极氧化涂层，具有耐潮湿的特点，适用于地热井内的使用环境。上述外井壁管11和内井壁管12均为不锈钢材质，可以提高井身结构的强度，防止井身坍塌，而且不锈钢材质具有较好的耐腐蚀性，可以适用于地热井中复杂的水源环境，延长地热井的使用寿命；此外，由于地下的环境一般都比较恶劣，地热井中的水源的腐蚀性较强，因此在上述内井壁管12的内表面设置有防腐涂层,以进一步对其进行保护，延长其使用寿命。本实施例采用的防腐涂层以聚氨酯改性环氧树脂为基底，以云母氧化铁红为主要颜填料，其对不锈钢表面有较强的附着力，可以在地热井潮湿的环境下长久工作而不脱落；所述过滤器3的外表面一圈一区地缠绕有热敏电阻丝a41，该热敏电阻丝a41布满整个过滤器3的外表面，能精确测量地热井的水温。
参照图4-9，所述过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置，二级过滤装置设置于一级过滤装置内；一级过滤装置包括圆形的基础管31、保护挡筋32和包网33，基础管31管壁上均匀布置有透水孔39，透水孔39为条形孔，上、下相邻两排相互错开，保护挡筋32采用直径为4mm的防锈圆钢，竖向焊接在基础管31外壁上，其间距为20mm，包网33为尼龙丝包网33，包裹在保护挡筋32及基础管31外壁上，包网33竖向包裹的范围大于保护挡筋32的范围，包网33外用镀锌铁丝34以10mm间距缠绕固定在保护挡筋32及基础管31外壁上；二级过滤装置包括内管36、外管35、隔板38和滤芯，内管36和外管35均为圆管，内管36和外管35同轴设置，外管35管壁上均匀布置有透水孔39，透水孔39为圆形孔，左、右两列相互错开，基础管的透水孔39的过水面积大于外管的透水孔39的过水面积，外管35顶端设置有四个吊环352，隔板38一端与内管36外壁固定连接，隔板38另一端与外管35内壁固定连接，隔板38将内管36与外管35之间分割为多个横截面积相等的腔室37，滤芯采用不锈钢滤芯，填充在腔室37中，腔室37上下端为敞口，用于排出经滤芯过滤后的水，内管36的外壁和隔板38上设置有向外突出的固定件361，固定件361用于固定不锈钢滤芯，基础管31内外表面、内管36的内外表面、外管35的内外表面和透水孔39的表面均涂有防腐蚀层；外管35顶端设置有向外突出的环形外管突出体351，基础管31设置有向内突出的环形基础管上突出体311和基础管下突出体312，外管35向下穿过基础管上突出体311内圆，外管突出体351压在基础管上突出体311上，外管35底部压在基础管下突出体312上，基础管上突出体311与外管突出体351之间垫有胶垫，基础管下突出体312与外管35底部之间垫有胶垫。
其中一级过滤装置对泥沙进行粗滤，主要用于过滤掉大颗粒的砂子；基础管31管壁上均匀布置有条形透水孔39，上、下相邻两排相互错开，使透水孔39分布更均匀，过滤进入基础管31的地下水也更均匀，尼龙丝包网33通过保护挡筋32垫衬，包裹在管外，用镀锌铁丝34固定，地下水要进入地热井中，首先要经过尼龙丝包网33及基础管的透水孔39两层过滤，过滤掉大颗粒的砂子。二级过滤装置对泥沙进行精滤，主要用于过滤掉细小的泥沙，二级过滤装置包括内管36、外管35、隔板38和滤芯，内管36与外管35同轴布置，隔板38是内管36与外管35的连接骨架，同时将内管36与外管35之间的空间隔为多个横截面积相等的腔室37，通过这样的分割过滤，各腔室37水量均匀，能提升过滤的效果和效率，腔室37内填充不锈钢滤芯，通过这样的设计，使整个二级过滤装置为一个整体，结构牢固；同时，不锈钢滤芯具有良好的过滤性能，过滤后的地下水能满足***使用要求，其耐蚀性、耐热性、耐压性、耐磨性好，能满足恶劣的地下环境，其芯气孔均匀、精确的过滤精度，单位面积的流量大，能提高精滤的效率，满足***用水需求，其清洗之后可以再使用，免更换，节约资源，降低成本；二级过滤装置主要靠设在外管35管壁上的透水孔39和腔室37中的滤芯两层过滤，透水孔39上、下相邻两列相互错开，使透水孔39分布更均匀，进入腔室37的地下水也更均匀；基础管的透水孔39的过水面积大于外管的透水孔39的过水面积,能保证粗滤为精滤提供足够的水量，提升过滤效率；内管36未设置透水孔39，腔室37上、下端开口，地下水进入腔室37后，向腔室37两端流动，从腔室37上、下端排出，通过这样的设计，延长了地下水在滤芯中的流动路径，提高了过滤效果，由于过滤过程中，滤芯容易发生位移、结团，固定件361对不锈钢滤芯起固定作用，过滤时，水的流动不会使滤芯发生位移，滤芯不会结团，从而保证了滤芯的正常工作，提高了过滤效果；地下的环境一般都比较恶劣，腐蚀性较强，在基础管31内外表面、内管36的内外表面、外管35的内外表面和透水孔39的表面这些与地下水或土壤直接接触的部分涂一层防腐蚀层，能减小过滤器部件的腐蚀，延长使用寿命。
一级过滤装置滤孔较大，不易堵塞，能过滤掉大颗粒砂子，二级过滤装置滤孔小，容易堵塞，能过滤掉细小泥沙，采用这种分级过滤的方式，既能较彻底地过滤掉砂子，又能减小过滤器堵塞的概率。
外管35向下穿过基础管上突出体311内圆，外管突出体351压在基础管上突出体311上，外管35底部压在基础管下突出体312上，通过这种可拆卸的方式将二级过滤装置和一级过滤装置结合在一起，同时结合位置之间均垫有胶垫，通过二级过滤装置的自重压实胶垫，密封效果好，泥沙不会从缝隙流出；二级过滤装置和一级过滤装置可拆卸分离，可以通过外管35顶端设置的吊环352将二级过滤装置整体吊起来清洗、维修或更换，清洗、维修或更换后再将二级过滤装置吊入地热井中，与一级过滤装置组合在一起使用，从而提高了地热井中水源的质量。
优选地，在具体实施过程中，水位信息采集装置a和水温信息采集装置b供电源也可以用220V电线直接供电；服务器连接有显示装置，方便监测人员随时查看监测信息。
本发明提供的一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，包括从上至下排列有固井段和过滤器井段的地热井，固井段包括6米长的井壁管；过滤器井段包括6米长的透水管，在透水管与井身之间填充卵石；在过滤器井段底部设置有5米长的沉淀井段，该沉淀井段的直径小于固井段和过滤器井段的直径；过滤器上安装有水温信息采集装置，水温信息采集装置包括了水温传感器；水温传感器设置的热敏电阻丝缠绕在过滤器的外表面上；地热井井口设置有水位信息采集装置，水位信息采集装置包括超声波水位传感器以及GPRS模块；所有检测信息通过GPRS模块传输到服务器。有益效果：能精确测量地热井水温，并将检测信息实时上传服务器，为热能应用提供精确的数据基础。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，包括地热井；所述地热井从上至下排列有固井段和过滤器井段，所述固井段包括6米长的井壁管，所述井壁管与井身之间采用水泥浆回灌；所述过滤器井段包括6米长的透水管，所述透水管与井身之间设有过滤器，且在透水管与井身之间填充卵石；在所述过滤器井段底部设置有5米长的沉淀井段，该沉淀井段的直径小于所述固井段和过滤器井段的直径；
所述过滤器上安装有水温信息采集装置，所述水温信息采集装置包括第一RF射频模块、第一控制器、气压传感器以及水温传感器；所述水温传感器设置有热敏电阻丝，且该热敏电阻丝缠绕在所述过滤器的外表面上；所述地热井井口设置有水位信息采集装置，所述水位信息采集装置包括第二RF射频模块、第二控制器、超声波水位传感器以及GPRS模块；
所述水温传感器、气压传感器、第一RF射频模块均与所述第一控制器电性连接；所述超声波水位传感器、第二RF射频模块均与所述第二控制器电性连接；所述第一RF射频模块和第二RF射频模块无线连接；所述第二控制器将检测信息通过所述GPRS模块传输到服务器。
2.根据权利要求1所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述过滤器包括一级过滤装置和二级过滤装置，一级过滤装置包括基础管、保护挡筋和包网，基础管管壁上布置有透水孔，保护挡筋竖向焊接在基础管外壁上，包网包裹在保护挡筋外并用铁丝缠绕固定；二级过滤装置包括内管、外管、隔板和滤芯，外管管壁上布置有透水孔，外管顶端设置有吊环，隔板将内管与外管之间分割为多个腔室，腔室上下端开口，滤芯填充在腔室中；外管顶端设置有向外突出的环形外管突出体，基础管设置有向内突出的环形基础管上突出体和基础管下突出体，外管突出体压在基础管上突出体上，外管底部压在基础管下突出体上。
3.根据权利要求2所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述滤芯为不锈钢滤芯，所述内管的外壁和隔板上设置有向外突出的固定件，所述固定件用于固定所述不锈钢滤芯。
4.根据权利要求3所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述基础管的透水孔为条形孔，所述条形孔上、下相邻两排相互错开。
5.根据权利要求4所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述井壁管包括外井壁管和内井壁管，所述内井壁管的外表面设置有太阳能吸热涂层。
6.根据权利要求5所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述基础管内外表面、内管的内外表面、外管的内外表面和透水孔的表面均涂有防腐蚀层。
7.根据权利要求6所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述井壁管包括外井壁管和内井壁管，所述内井壁管通过固定支架与所述外井壁管连接，所述外井壁管和内井壁管之间设置有保温层。
8.根据权利要求7所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述保温层为聚氨酯发泡层。
9.根据权利要求8所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述水温信息采集装置包括电源，所述电源均采用耐高温锂电池，该耐高温锂电池的耐温上限为150摄氏度。
10.根据权利要求9所述的基于浅层地热井的水位水温自动监测***，其特征在于，所述外井壁管的内表面设置有红外线反射涂层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |