[发明专利]中深层地热监测系统及方法

权利要求书

1.一种中深层地热监测系统，其特征在于，包括环状换热管、循环泵、温度测量装置、监测终端装置；

其中，所述环状换热管包括外管、内管；所述内管位于所述外管的内部，且所述内管的下侧开口高于所述外管的下侧开口；所述内管的外侧壁和外管的内侧壁之间构成环状管路；

从所述外管的上侧开口注入流动介质至所述环状管路；所述循环泵用于驱动所述流动介质在所述环状换热管中流动；注入的所述流动介质在所述环状管路中向下流动，并在向下流动过程中通过所述外管吸收地热能量，地热能量使得所述流动介质的温度升高；所述循环泵的驱动下，所述流动介质由所述外管向下流动到达所述环状管路的底部后进入内管中继续向上流动并最终流出所述内管，从而为地面上的供热系统提供热源；所述流动介质在降温后重新注入至所述环状管路中；

在所述环状换热管中设置有温度测量装置；所述温度测量装置随着所述流动介质在所述环状换热管中循环流动，并持续测量和记录地热温度信息；所述温度测量装置包括温度传感器、位置传感器、第一微处理器、第一无线通信接口；所述温度传感器、所述位置传感器分别连接至所述第一微处理器，所述第一微处理器连接至所述第一无线通信接口；

当所述温度测量装置位于所述外管上侧开口处时开始测量并记录地热温度信息；所述温度测量装置在所述环状管路内由上而下以及在所述内管内由下而上流动的过程中，所述温度传感器持续测量温度值并传输至所述第一微处理器，所述位置传感器持续采集对应的位置信息并传输至所述第一微处理器，所述第一微处理器对应记录所述温度值及所述位置信息并生成地热温度信息；当一次循环流动结束即所述温度测量装置到达所述内管上侧开口时，所述第一微处理器将所述地热温度信息传输至第一无线通信接口，并由所述第一无线通信接口发送至所述监测终端装置，由所述监测终端装置对地热温度进行监测。

2.根据权利要求1所述的中深层地热监测系统，其特征在于，

其中，所述中深层地热监测系统还包括地热井管，所述环状换热管设置于所述地热井管中，并浸入至所述地热井管内的地热水中；注入的所述流动介质在所述环状管路中流动，在流动过程中通过外管从其所在地热井管的地热水中吸收地热能量，地热能量使得所述流动介质的温度升高。

3.根据权利要求2所述的中深层地热监测系统，其特征在于，

其中，所述中深层地热监测系统还包括水位测量装置；在所述地热井管的管口处设置所述水位测量装置，所述水位测量装置包括超声波液位传感器、第二无线通信接口、第二微处理器；所述超声波液位传感器连接至所述第二微处理器，所述第二微处理器连接至所述第二无线通信接口；所述超声波液位传感器实时采集地热井管中地热水的水位信息并传输至所述第二微处理器；所述第二微处理器记录所述水位信息并传输至所述第二无线通信接口，由所述第二无线通信接口将所述水位信息发送至所述监测终端装置，由所述监测终端装置对中深层地热井中的水位进行监测。

4.根据权利要求1所述的中深层地热监测系统，其特征在于，

所述环状换热管设置于地下干热岩层中，所述流动介质在所述环状管路中流动；所述外管的外侧壁上半部分由上侧固井层环绕包裹；所述外管外侧壁的下半部分及下侧开口由下侧固井层环绕包裹；所述上侧固井层的导热系数小于所述下侧固井层的导热系数；所述流动介质在向下流动过程中通过外管管壁及上侧固井层、下侧固井层从其所在的干热岩层中吸收地热能量，地热能量使得所述流动介质的温度升高。

5.根据权利要求1所述的中深层地热监测系统，其特征在于，

其中，所述温度测量装置具有密闭外壳，所述位置传感器、所述第一微处理器、所述第一无线通信接口设置在所述密闭外壳中，所述温度传感器为热敏电阻丝，所述热敏电阻丝缠绕在所述密闭外壳上；所述温度测量装置还包括为其供电的电源，所述电源为耐高温锂电池。

6.根据权利要求1所述的中深层地热监测系统，其特征在于，

其中，所述流动介质为水或乙二醇溶液。