千米地热井水位在线监测系统：为抽水试验提供可靠数据支撑

千米地热井水位在线监测系统：为抽水试验提供可靠数据支撑

前言

在我国中深层地热资源开发全流程中，千米地热井抽水试验是地热储层参数测定、产能评估、采灌方案设计、项目合规评审的核心工序。依据《地热资源地质勘查规范》《地热井产能评价技术规程》《供水水文地质勘察标准》等国家、行业强制标准，千米深井抽水试验必须完整记录抽水降深、稳定抽水、停泵水位恢复全周期水位、水温时序数据，以此精准计算渗透系数、导水系数、储水系数、热储影响半径等关键水文地质参数，判定地热井最大开采量、合理回灌规模，为地热供暖、复合热泵零碳项目、CCER碳减排工程提供科学设计依据。

千米地热井普遍井深1000m—4000m，井下流体常年80℃—135℃高温、高矿化度、强腐蚀、高压工况，常规人工测绳、常温简易液位计存在数据断层、测量偏差、设备短期损毁等致命缺陷，无法满足抽水试验高精度、连续、全天候监测硬性要求。北京鸿鸥成运仪器设备有限公司深耕地热高温多参数监测领域多年，依托北京城市副中心地热井、西安全域地热改造、雄安地热产业园等上千口中深层地热项目落地经验，自主研发HO系列千米地热井水位水温在线监测成套系统，针对性解决抽水试验全流程监测痛点，以耐高温防腐硬件、高频智能采集终端、自研地热云监管平台，为各类千米地热井抽水试验提供完整、精准、可溯源的数据支撑，告别传统粗放监测带来的数据失真、试验返工、项目评审受阻等行业难题。

一、千米地热井抽水试验对水位水温监测的严苛标准与核心需求

（一）国标规范对抽水试验监测的硬性要求

现行国家与地方地热技术规程对千米深井抽水试验观测流程、数据精度、采集频次做出明确、不可变通的规定，也是勘察报告评审、地热项目取水许可验收的核心评判依据。

多阶段同步观测要求

完整抽水试验分为三级降深稳定流抽水、停泵水位恢复两大阶段，水位、水温必须同步采集，时间节点精确到分钟。开泵初期水位变化剧烈，需秒级、分钟级高频采集；水位稳定后可适度放宽采集间隔；停泵后水位回弹全过程连续观测不少于6小时，完整记录水位回升曲线。人工监测受人员到场时间限制，极易丢失抽水初期、水位突变关键数据，造成试验曲线残缺。

测量精度硬性指标

地热抽水试验水位观测误差不得大于±2cm，水温采集精度±0.1℃，设备必须具备温度补偿算法，抵消千米井下高温带来的数据漂移。普通常温传感器无高温补偿机制，井下长时间浸泡后测量偏差可达0.5m以上，直接导致含水层参数计算失真，勘察报告无法通过专家评审 。

数据完整性与溯源要求

试验全过程原始数据需自动存储、长期留存，可一键导出标准化Excel台账，自动生成S-t水位降深曲线、Q-s产能曲线、水温历时曲线，所有数据带精准时间戳，杜绝人工手写记录篡改、漏记问题，满足自然资源、水利、生态环境部门资料核查要求。

（二）千米地热深井抽水试验监测四大行业痛点

井下高温腐蚀工况，普通监测设备快速失效

千米中深层地热井热储流体温度普遍突破90℃，部分深井峰值温度135℃，水体富含氯离子、硫酸盐矿物质，具备强电化学腐蚀特性。市面通用316L不锈钢常温液位计耐温上限仅60℃，下入井下3—6个月即出现密封胶圈融化、传感元件腐蚀结垢、数据漂移失效，一套抽水试验周期可达数十天，中途设备损坏直接造成试验中断，需要重新洗井、二次抽水，大幅增加钻探、水泵、人工成本。

水位动态变化极快，人工监测无法捕捉瞬时数据

抽水开泵瞬间、分级调流量、停泵回弹阶段，千米井水位短时间内升降数米，变化速率极快。人工观测仅能按固定时段到场读数，存在大量数据空白区间，无法还原含水层真实动态响应规律，计算出的渗透系数、影响半径与实际储层情况偏差巨大，后续供暖系统、回灌井设计出现根本性失误。

千米深井下放难度大，分体设备增加施工故障点

若水位、水温采用两套独立传感器下井，千米深井线缆拖拽、井管摩擦极易造成线路破损，双重下放作业增加井下施工时长与故障风险，野外勘察项目施工成本显著上升。

野外试验场地运维成本高，无法实现24小时无人值守

多数地热勘探井地处城郊、乡村野外，无稳定值守人员，人工每日多次往返现场读数、记录，人力、交通成本高昂；夜间、凌晨水位回弹关键时段无人观测，数据链条断裂，整套抽水试验成果失去科学性。

（三）抽水试验监测核心价值：数据决定地热项目全生命周期效益

精准连续的水位、水温监测数据，是地热项目从勘探、设计、运营到合规验收的核心基础：

第一，测算热储水文地质参数，确定地热井合理开采流量，避免超采造成区域性水位降落漏斗、地面沉降地质灾害；

第二，区分浅层冷水与深部高温热储边界，判断抽水过程中是否发生地层串层，保障地热资源长期稳定供热；

第三，核定单井供暖产能，为复合热泵机组、回灌系统设备选型提供量化依据，优化系统换热能效，降低长期运营能耗；

第四，形成完整试验档案，支撑地热采矿权、取水许可、环保验收、CCER碳减排项目核查全流程审批，规避行政处罚与项目延期风险；

第五，对比多年水位水温动态数据，预判热储衰减趋势，制定科学采灌均衡运维方案，延长千米地热井30—50年使用寿命。

二、北京鸿鸥成运千米地热井水位水温在线监测系统整体架构与核心配置

针对千米地热井抽水试验专属工况，我司打造一体化成套监测系统，整体分为井下感知层、现场采集传输层、云端数据管控层三大模块，全部硬件自主研发生产，适配1000—4000米深井高温高压环境，匹配各类单井、多井同步抽水试验监测需求。

（一）井下感知层：HO系列高温水位水温一体化探头（系统核心）

作为整套监测设备的核心单元，HO高温一体化探头专为千米中深层地热井定制开发，解决传统设备耐高温、抗腐蚀短板，是抽水试验数据精准度的基础保障。

耐高温耐腐蚀结构设计

探头采用钛合金一体激光焊接成型壳体，表面喷涂PTFE特氟龙防结垢涂层，耐温区间0℃—135℃，全覆盖国内所有千米地热井温度工况；内置蓝宝石高精度压力传感芯体，搭载自研多级温度补偿算法，抵消井下高温、高压带来的温漂误差，长期测量精度稳定维持±1cm，满足抽水试验国标精度要求。针对高矿化热卤水，钛合金材质可抵御氯离子腐蚀，杜绝探头穿孔渗漏、传感失效问题，设备使用寿命较普通不锈钢探头提升3倍以上。

水位水温双参数集成，简化千米井下施工

单支探头同步采集井下动/静水位、地层水温两组核心数据，单次下放完成双参数监测，无需两套传感器分开布设，大幅减少千米深井线缆拖拽、井管摩擦带来的线路破损风险，缩短现场井下安装施工时长，降低勘察项目人工成本。探头量程覆盖0—4000米，预留充足降深余量，适配抽水试验最大降深工况，杜绝超量程损坏。

配套耐高温高强度井下线缆

配套定制四芯耐高温防腐信号线缆，外层高强度钢丝抗拉结构，千米深井下放无拉伸变形，耐135℃长期浸泡，防水绝缘性能达标IP68，适配抽水试验长期驻井监测。井口搭配我司自研密封保护组件，隔绝井口水汽、泥沙侵蚀，保障线缆与探头连接部位长期稳定。

（二）现场采集传输层：TD-016C微功耗多参数采集终端

采集终端是抽水试验数据存储、调控、传输核心枢纽，针对抽水试验高频采集需求专项优化，支持现场无人值守全自动运行。

自定义多级采集模式，适配抽水试验全周期

设备内置抽水试验专属程序，可自由切换采集间隔：开泵初期开启1秒—1分钟秒级高频采样，完整捕捉水位瞬时下降；水位稳定后自动切换30分钟—1小时低频采集；停泵回弹阶段自动恢复高频记录，兼顾数据完整性与设备存储效率，无需人工现场调整参数，真正实现全流程自动化监测。终端本地搭载大容量存储卡，可存储数年时序原始数据，网络中断时自动缓存全部监测记录，信号恢复后云端自动补传，不存在数据丢失风险。

多传输链路双备份，适配野外无市电场地

标配4G/5G无线物联网传输模块，实时将水位、水温数据上传地热云平台；针对无移动信号偏远井场，预留光纤有线传输接口，双链路保障数据不间断上传。野外无市电场景可配套太阳能供电系统，低功耗运行模式下连续续航30天以上，满足数十天不间断抽水试验监测需求。

标准化工业通讯协议，兼容第三方勘察软件

采集终端支持RS485、Modbus-RTU通用工业协议，可对接地质勘察单位自有数据处理系统，数据格式标准化，无需二次转换，直接导入水文地质计算软件，快速完成渗透系数、影响半径等参数测算。设备自带本地触控显示屏，现场工作人员可实时查看实时水位、水温、降深数值，随时掌握抽水试验运行状态。

（三）云端数据管控层：鸿鸥地热智慧云平台（抽水试验专用数据处理模块）

自研地热云平台内置抽水试验专项数据分析功能，一站式完成数据存储、曲线生成、报表导出、多级预警，省去人工整理台账的大量工作量。

全自动生成标准化试验成果曲线

平台自动整合全周期水位、水温、流量时序数据，一键生成水位降深-时间S-t曲线、流量-降深Q-s曲线、水温变化历时曲线，曲线可直接导出PDF、图片格式，嵌入地热勘察报告，数据带时间戳，具备完整合规溯源效力，通过自然资源、水利部门评审。

多级异常预警，及时规避抽水试验风险

可自定义水位骤降、水温异常波动、设备离线多级预警阈值，一旦监测数据超出合理区间，平台同步推送微信小程序、短信告警，现场勘察人员可远程第一时间掌握异常情况，及时调整抽水流量、排查井内堵塞、串层问题，避免试验数据失效、资源浪费。

多账号分级权限管理，适配勘察团队协同作业

支持项目负责人、现场技术员、评审专家多账号分级登录，可按单井、多井分组查看抽水试验数据，云端存储全部原始监测数据，项目结束后可随时调阅、下载，解决纸质记录易丢失、损毁的痛点。平台预留标准化数据接口，可无缝对接各地自然资源地下水监管平台，兼顾勘察试验与长期地热运维监测双重需求。

（四）全流程配套工程服务，保障抽水试验落地顺畅

区别于单纯售卖硬件的仪表厂商，北京鸿鸥成运提供抽水试验监测一站式落地服务：专业技术人员到场开展井深、水温、水质工况勘测，定制匹配的探头、线缆、供电方案；提供井下探头下放、终端安装、平台参数调试全流程现场指导；试验完成后协助导出、整理成套监测数据报表，每年提供一次设备校准服务，全国多地配备驻场售后团队，野外勘察项目故障快速响应，解决勘察单位设备安装、运维技术难题。同时企业自主生产井下电视、自动排线绞车等配套设备，抽水试验、后期地热运维监测可一站式配齐，统一质保，降低多方采购沟通成本。

三、鸿鸥千米水位水温在线监测系统，为抽水试验带来五大核心价值

（一）数据高精度、全连续，保障水文地质参数测算真实可靠

整套系统厘米级水位测量精度、同步双参数高频采集，完整记录抽水降深、稳定抽水、停泵回弹全流程每一处水位、水温细微变化，填补人工观测的时间盲区。依托完整连续时序数据计算的渗透系数、储水系数、热储影响半径，贴合千米地热井真实储层条件，杜绝因数据残缺导致参数失真，从源头避免地热供暖系统、回灌工程设计失误，减少项目巨额投资浪费。在我司落地的西安全域千米地热抽水试验项目中，配套本系统的勘察报告全部一次性通过自然资源局专家评审，无数据整改返工情况。

（二）适配千米深井高温腐蚀工况，避免试验中途设备故障返工

钛合金高温防腐一体化探头专为135℃高温高矿化地热卤水设计，长期驻井数十天抽水试验无腐蚀、结垢、数据漂移问题，不会出现普通设备中途失效、试验中断的情况。若抽水试验中途监测设备损坏，需停泵、起吊探头、重新下放、再次抽水稳定，单次返工成本可达数万元，同时延误勘察项目整体工期。我司成套监测系统凭借稳定的井下适应能力，大幅降低抽水试验返工概率，节约勘察项目时间与资金成本。

（三）实现24小时无人值守监测，大幅削减野外人工运维成本

传统人工监测需要勘察人员每日多次往返野外井场记录数据，夜间、凌晨水位回弹关键时段无法值守，人力、交通成本居高不下。鸿鸥水位水温在线监测系统搭载太阳能供电、无线远程传输，整套设备下放完成后全自动运行，工作人员仅需通过手机小程序、电脑云端远程查看数据，无需长期驻场值守，数十天抽水试验可减少80%以上现场人工投入，尤其适配偏远山区、乡村野外千米地热勘探井场景。

（四）自动生成标准化试验档案，满足多部门合规评审要求

抽水试验整套原始监测数据、分析曲线、台账报表由云平台自动生成，全部数据可溯源、不可篡改，符合《地热资源地质勘查规范》对试验资料的归档要求。勘察单位无需人工手写、整理大量纸质记录，一键导出全套资料即可用于地热储量评审、取水许可办理、环保验收、碳减排项目核查，大幅简化项目合规流程，规避因监测资料缺失、数据不连续面临的限期整改、行政处罚。

（五）软硬件一体化国产成套方案，性价比远超进口设备

市面上进口高温深井监测设备单套采购价格高昂，是我司成套系统价格的2—3倍，且缺少适配国内地热监管、勘察评审需求的本地化云平台，售后维修周期长达数月。北京鸿鸥成运实现高温探头、采集终端、地热云平台全产业链自研，国产化成套设备性能对标进口产品，采购成本降低40%；同时提供本地化现场勘测、安装调试、售后校准全流程工程服务，批量勘察项目采购可享受阶梯优惠，适配地质勘察院、热力集团、政府地热全域改造项目预算需求。

四、行业应用落地案例：千米地热井抽水试验监测实践

西安全域中深层地热资源勘察项目，辖区内多口千米地热井井深1800—3200m，井下水温95℃—128℃，水体矿化度高，年度批量开展抽水试验用于地热供暖规划评审。项目初期选用普通不锈钢常温液位计，抽水试验进行12天探头腐蚀失效，水位数据大面积缺失，整套试验作废，重新抽水增加工期与资金损耗。后续项目统一采购北京鸿鸥成运HO系列千米地热井水位水温在线监测成套系统，钛合金高温探头适配井下高温腐蚀工况，开启抽水试验高频采集模式，连续48小时三级降深抽水、6小时水位恢复全过程数据完整留存，云端自动生成全套试验曲线与监测台账，所有勘察报告一次性通过西安市自然资源局评审，无任何数据整改问题。

雄安地热产业园千米示范井抽水试验项目，井深2600m，野外场地无稳定市电，选用我司配套太阳能供电监测系统，连续30天无人值守全自动监测，远程实时同步水位、水温数据，精准测算热储可开采量与合理回灌比例，为园区复合热泵零碳供热系统设计提供精准数据支撑，成为北方地热抽水试验标准化监测示范样板工程。

五、总结

抽水试验是千米中深层地热资源开发的前置核心工序，水位、水温监测数据的完整性、精准度，直接决定地热储层评价、项目工程设计、合规验收全流程工作质量。传统人工监测、常温简易传感设备无法适配千米深井高温、高腐蚀、水位动态快速变化的工况，极易出现数据断层、测量失真、设备中途损坏、试验返工等多重行业痛点，给勘察单位、地热开发企业带来时间、资金双重损失。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司自主研发的千米地热井水位水温在线监测系统，以耐高温钛合金一体化多参数探头、高频智能采集终端、专属抽水试验数据分析云平台为核心，完整覆盖千米深井抽水试验降深、稳抽、水位恢复全周期监测需求，提供高精度、不间断、可溯源的全套监测数据支撑，从硬件适配、自动化采集、数据智能处理、现场工程服务全链条解决地热抽水试验监测行业难题。

在地热行业向精细化、智能化、可持续开发转型的大背景下，标准化、国产化高温在线监测系统已经成为千米地热井抽水试验的刚需配套。未来，北京鸿鸥成运将持续深耕地热高温监测技术研发，不断优化抽水试验专项监测方案，为全国地质勘察院、热力企业、自然资源监管单位提供稳定可靠、高性价比的成套监测设备与一站式技术服务，以精准监测数据助力国内中深层地热资源科学、有序、绿色开发，为清洁供暖、双碳战略落地提供坚实技术保障。

中深层地热井高温多参数感知设备行业关键词汇总

一、核心产品主词

中深层地热监测设备、高温多参数感知设备、地热井高温传感器、地热成套监测系统、地热井在线监测装置、高温水位监测仪、地热井多参数采集设备、地热井下感知系统、地热井传感监测成套设备

二、细分监测参数关键词

高温水位传感器、井下温度探头、地层压力监测、采灌流量监测、回灌流量采集、水位水温一体化探头、高温压力变送器、地热多参数同步采集、储层动态监测

三、产品工况与性能特征

耐高温传感、80-135℃高温探头、钛合金防腐探头、特氟龙防结垢、高矿化度适配、深井高压传感、厘米级测量精度、长期驻井监测、微功耗采集、防腐蚀井下传感、高稳定性高温传感

四、硬件配套组件

多参数采集终端、RS485采集模块、Modbus通讯、4G/5G无线传输、耐高温信号线缆、井口密封组件、太阳能供电模块、井下保护套管、数据存储终端、物联网传输单元

五、软件平台系统

地热云监管平台、地热资源智慧监测系统、地下水动态监管平台、多部门数据对接、水位趋势分析、多级阈值预警、监测报表自动生成、碳减排数据台账、全域地热数字化管控平台

六、应用场景与井型

中深层水热型地热井、地热供暖井、地热回灌井、地热群井开发、县域集中供热项目、复合热泵地热场站、CCER地热碳减排项目、地热示范工程、存量地热井改造、新建地热井配套、干热岩试验井

七、政策与行业规范

地热资源监测规范、采灌均衡管控、地下水保护、地热取水许可、清洁供暖改造、双碳战略、碳减排核查、地质灾害防控、地面沉降监测、地热项目环保验收、全域地热监管、可再生能源监测标准

八、市场规模与行业赛道

地热监测设备市场、地热传感细分赛道、存量井改造市场、新建地热增量市场、政府集采、进口替代、国产高温传感设备、地热装备高景气赛道、设备运维售后市场

九、行业价值与需求痛点

采灌平衡管控、储层水位监测、防止地层串层、保护深井热水泵、降低运维成本、规避超采处罚、消除人工监测数据断层、替代人工测井、地热资源可持续开发、零碳供热配套监测

十、区域市场关键词

京津冀地热市场、山西地热供暖、山东地热监测、陕西关中地热田、河南中原地热、雄安地热示范项目、西安全域地热改造、北方清洁供暖片区

地热井高温水位监测方案

一：项目要求：

近日中石油和中石化地热能单位，向我司咨询地热井高温水位监测方案，要求如下：地热温度100℃左右，氯离子20000毫克/升、线缆长度100米PH值5～6，腐蚀性强，矿化度也比较高，目前河南地区使用，请大家评估预算。线缆进入井中长度100左右，然后地面50—60米进入控制室，按照200米线缆设计。绑在泵管，冬季供暖、夏季制冷监测液位。

地下热水测量液位，由于安装不便，井下有热气，因此手用雷达或者超声波液位计都难以解决液位测量问题。

二：应用领域图

地热井   温泉水等

三：压力传感器设计以及外壳

压力传感器我司专门设计研发，采用新型绝缘硅技术以及耐高温传感器内部填充液，产品可在-45℃----﹢150℃内可靠工作，能够在-25℃--100℃内长期承受高温湿热环境。

传感器外壳采用316L不锈钢材质设计，能够承受水中CL-离子和安装现场PH小于5-6的耐酸性水的侵蚀以及PH大于8耐碱性的水的侵蚀，同时采用传感器全焊接型结构，安全可靠，避免有机物密封材料长期工作时老化实效导致传感器简介损坏。

压力传感器尺寸：

实物图：

四：传感器电路设计特殊要求

传感器采用标准的模拟信号4-20mA输出   传输距离抗干扰型好，普通的液位传感器电路无法满足高温工作环境，只能在-25-85度范围下工作，电路板上器件包含PCB板材料都仅能在一般工艺场合下使用，我们先用-55-150度范围工作的工业级器件  进行精密补偿，可以有效避免高温对电路板以及元器件的损害。高温型电路板现已广泛应用于航海领域  地热探究等项目。

高温测试试验图设备：

特殊电缆设计

电缆采用特殊耐高温  耐腐蚀的PTFE特殊线缆，线缆由由外皮和内芯外皮组成，中间加有2芯钢丝，内置特殊出气管，不会由于长期的拉力或者湿气等导致线缆外径发生变化。

特殊PTFE俗称铁氟龙、特氟龙、泰富龙。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。能在+260度至-196度的温度下连续工作。广泛应用于化工、电子 、电器在，桥梁、纺织、机械和通迅设备行业。

特殊PTFE线缆特性

1.耐腐蚀性：PTFE几乎不受任化学药品与溶剂的腐蚀，可以保护零件免于遭受任何种类的化学腐蚀。
2.绝缘性：PTFE具有很强的介电性能（介电强度为10KV/mm）
3.耐能性:具有优良的耐热和耐低温特性.一般在-196度至-260度之间可以连续使用,它可以在冷冻温度下工作而不脆化,在高温下不熔化
4.润滑和耐磨性:PTFE具有较低的摩擦系数.负载滑动时摩擦系数产生变化,但数值仅在0.05-0.15之间,正是由于其具备较强的润滑性从而在耐磨上也表的很突出.
5.耐大气老化性,耐辐照性和较低的渗透性:长期暴露于大气中表面及性能保持不变.

TD-016C型微功耗自动采集系统云平台介绍

我司这套系统可通过云平台查看数据报表，并可实现微信小程序查看。详见我司NB-GPS微功耗采集系统内容。

云数据查看链接:121.42.42.5(注意:请使用 360 浏览器并且在极速模式 下打开)

云平台界面：

我司深井地热监测产品系列介绍:

1.0-1000 米单点温度检测(普通表和存储表)

2.0-1000 米浅层地温能监测(采集器采用低功耗、携带方便;物联网 GPRS 无线传输至 WEB 端网络;单总线结构，可扩展 128 个点;进口 18B20 高精度传感器，在 10-40 度范围内，精 度在 0.1-0.2 度)

3.0-3000 米单点温度检测(普通显示，只能显示温度，没有存储分析软件功能) 4.0-10000 米分布式多点深层地温监测(采用分布式光纤测温系统)

4. 0-10000 米分布式多点深层地温监测(采用分布式光纤测温系统：分布式光纤温度监测系统细分两大类:1.井筒测试 2.井壁测试)

5.0-1200 米 NB 型液位/温度一体式自动监测系统(同时监测温度和液位两个参数，MAX 耐温 110 摄氏度)

6.0-7000 米全景型耐高温测温成像一体井下电视(同时监测温度和视频图片等)

7. 0-200米地埋管地源热泵系统热响应测试（有车载式／便携式／组合式三种）

有此类深井地温项目，欢迎新老客户朋友垂询!

关键词：地热井分布式光纤测温监测系统／分布式光纤测温系统／深井测温仪／深水测温仪／地温监测系统／深井地温监测系统／地热井井壁分布式光纤测温方案／光纤测温系统／深孔分布式光纤温度监测系统/干热岩／干热岩发电／干热岩地温监测／地热井测温系统／地热井测温仪／地热井监测系统／地热监测系统／地源热泵远程监测系统／地源热泵自动控制／地源热泵温度监控系统／地源热泵温度传感器／地源热泵中央空调中温度传感器