地热资源的规范化开采、回灌运维、地质环境保护需要完整、持续、多维度的工况数据作为管控依据,单一地层温度监测无法覆盖开采、输送、回灌全流程运行状态。地热资源监测系统是一套模块化、可定制化的综合数字化管控载体,整合井下多参数传感单元、现场微功耗采集终端、物联网无线传输网络、云端综合管理平台,搭配管路自控执行设备,实现地热井井下地层参数、管网流体工况、换热站运行能耗全环节同步监测与远程调控,适配浅层地温能、中深层水热型地热、地热回灌工程等不同开发场景,支撑地热资源开发全过程数字化监管。
整套系统采用分层模块化架构,前端感知调控层包含多类井下监测传感组件与管路配套自控阀门设备,中间传输层依托多制式物联网无线链路完成现场采集数据、远程控制指令双向传输,后端云端平台承担数据存储、可视化展示、异常工况预警、设备远程调节等核心功能。前端感知单元可根据项目深度、监测需求自由组合,形成差异化监测配置方案:浅层百米区间可选用温液位一体化监测单元,同步采集地层温度与井下水位;数百米至万米深井场景,可搭配分布式多点光纤测温组件,实现井筒、井壁全段连续温度剖面采集;针对高温深井勘测需求,可集成测温成像一体井下电视设备,同步获取井下视频影像与分层温度数据;常规地热换热站配套多参数采集终端,同步监测管路流体流量、介质压力、机组运行温度、整体能耗等多项运行指标,构建全域地热工况感知网络。
各类传感采集设备统一接入微功耗遥控终端,终端具备多通道数据接入能力,兼容温度、液位、压力、流量等多种传感信号,适配野外地热井无持续市电供电场景,低功耗运行模式可延长现场设备连续工作时长。通信链路支持 NB、GPRS 等多种无线传输方式,无需大范围铺设有线通信线缆,降低野外井场施工工程量,终端内置本地数据缓存模块,无线网络波动、临时断网期间完整留存采集数据,通信恢复后自动完成补传,保障全周期监测数据时序连贯,满足地热动态监测规范中连续数据留存要求。后端网页管理平台采用 B/S 架构,支持多单位分级权限分配,自然资源监管部门、热力运营企业、项目运维班组可独立登录查看对应管辖井群监测数据,平台内置曲线分析、数据导出、异常告警推送功能,地层温度持续偏移、回灌流量骤变、管路压力超标等异常工况可实时推送提示信息,便于运维人员及时处置隐患。

管路自控单元中,电动蝶阀作为流体输送管路核心执行部件,集成于开采井主管路、回灌分支管路、换热站循环管路内部,承接云端平台下发的流量、通断调节指令,完成地热流体输送工况远程管控。电动蝶阀由电动执行机构与阀体组合而成,执行机构适配多种工业供电制式,接收标准化弱电调节信号,驱动蝶板在固定角度区间内旋转,精准调控管路介质流通截面积,以此改变流体流量大小;阀体分为对夹式、法兰式两种连接结构,适配不同管径管路安装需求,密封结构分为弹性密封与金属密封两类,弹性密封适配常温洁净流体管路,金属密封结构可应对高温介质工况,密封副采用耐蚀材料配对,延长设备长期运行使用周期。
设备配套手动应急操作结构,当现场供电中断、执行机构故障时,运维人员可通过手动装置完成阀门启闭调节,避免管路系统全失去控制,保障地热开采、回灌作业连续开展。阀体整体结构紧凑、自重较小,启闭操作流程简便,流体通过阀体产生的流动阻力处于可控区间,适配大口径地热流体输送管路使用,双向密封结构不受介质流动方向限制,安装布置不受空间方位约束,可灵活适配井场复杂管路布局。在地热回灌系统运行过程中,监测系统实时采集回灌流体温度、回灌流量、管路压力数据,依据地层温度变化趋势下发调节指令,通过电动蝶阀调整回灌介质输送量,平衡地下热储层冷热收支,规避长期单一开采造成地层温度持续衰减问题。
系统覆盖地热项目全生命周期监测需求,项目勘查阶段,采用单点深井测温设备、分布式光纤测温组件完成地层原始温度、热储层分布勘测,获取地热资源基础地质参数;项目运营阶段,全天候同步监测开采井出液温度、回灌井回灌量、井下水位变化、换热站机组能耗,定期生成地热资源开采动态分析报告;项目监管核查阶段,云端平台完整留存多年连续监测数据,可批量导出用于地质环境评估、资源开采合规性核查、碳减排数据核算等工作,替代传统人工纸质台账记录模式,减少人工巡检频次与数据记录偏差问题。
现场设备安装与日常维护遵循分层管控标准,井下传感线缆下入前完成全段精度与通断测试,高温深井传感组件配套耐温抗拉专用线缆,线缆井口位置设置多重防水、防腐保护结构;采集终端、电动蝶阀执行机构统一布置于防护箱体内部,箱体具备防尘、防潮、抗户外温差能力,延长设备野外使用寿命。周期性运维工作包含月度现场设备外观、供电、信号巡检,季度传感数据精度人工比对校准,年度全系统数据归档与设备老化配件更换;每次巡检、校准、故障处置工作形成完整运维档案,同步录入云端平台设备管理模块,实现全生命周期设备状态追溯管理。
在地热资源可持续开发政策落地背景下,多区域地热开发项目均设置标准化动态监测体系,地热资源监测系统整合多维度感知、远程调控、数字化数据分析能力,打通井下地层、地面管路、云端管控的数据链路,实现地热开采、回灌、运维全流程数字化闭环管理。配套自控阀门设备同步完成工况调控,依靠实测数据动态调整开采与回灌负荷,减少地下地质环境扰动,为地热项目稳定、合规、长效运行提供完整技术支撑,适配浅层地热供暖、中深层地热工业供热、地热回灌治理等多元化工程场景落地需求。