地热井作为地热能开发利用的核心基础设施,其水位稳定性直接关系到资源可持续开采、供暖/发电系统安全运行及地质环境安全。2026年地热开发项目对监测设备的工况适配性、数据可靠性及定制化能力提出更高要求。本方案依托深圳东方万和仪表(以下简称“万和仪表”)在液位监测领域的成熟技术与定制化服务能力,针对地热井高温、高压、水质含腐蚀性介质、深井环境等特性,构建“定制化感知-稳定传输-智能处理-精准联动”全链条监测体系,通过万和仪表可靠监测设备的定制化配置,实现地热井水位实时精准监测、异常预警与智能管控,保障地热资源高效合规开发。
一、方案核心目标
- 合规适配:严格契合地热资源开发监测相关规范,满足地热采矿许可证办理及日常监管对水位监测的强制性要求,保障项目合规验收。
- 精准可靠:针对地热井高温(≤150℃)、高压(≤10MPa)、深井(≤1000m)工况,实现水位连续实时监测,测量精度达厘米级,抵御水质腐蚀、结垢等干扰,确保数据稳定无失真。
- 响应高效:水位超出预设安全阈值时,30s内触发多重报警,确保运维人员快速处置,避免因水位异常导致资源浪费或设备损坏。
- 定制适配:基于不同地热井深度、温度、压力及数据传输需求,通过万和仪表定制化服务,实现设备参数、功能模块的个性化配置,降低适配成本。
- 运维便捷:依托万和仪表设备的故障自诊断与智能运维功能,减少人工巡检频次,实现从“被动维修”到“主动预警”的运维转型。
二、核心架构设计(万和仪表定制化适配)
本方案沿用“三级监测+四层联动”核心架构,结合地热井工况特性与万和仪表产品优势进行定制化优化,实现从井下感知到中控管控的全流程闭环管理,架构如下:
(一)三级监测体系
- 感知层:核心为万和仪表定制化液位传感器,根据地热井深度、温度、压力参数定制测量量程与防护结构,直接采集井下水位数据并转化为标准电信号,具备耐高温、抗高压、防腐蚀能力,是监测系统的核心感知单元。
- 就地显示层:配置万和WH6系列定制化智能数显仪,适配井场恶劣环境,具备高温防护外壳,实时展示水位数值、报警阈值,支持本地声光报警与参数现场标定,方便巡检人员直观查看与快速响应。
- 中控室层:通过定制化传输链路将水位数据接入地热资源管理中控终端,实现远程同步显示,同时联动地热开采/回灌控制系统,触发异常处置流程,支持水位数据与地热资源管理平台对接。
(二)四层联动机制
- 数据采集联动:采用万和仪表双传感器冗余定制方案,井下部署2台同型号定制化液位传感器,实时交叉验证数据,提升极端工况下数据可靠性。
- 信号传输联动:采用工业级传输链路,确保数据从感知层到中控室的稳定传输,无信号衰减。
- 报警处置联动:水位超出预设阈值时,同步触发就地声光报警、中控室报警、短信/邮件推送等多重提醒。
- 设备控制联动:可联动地热井回灌泵、开采泵等核心设备,实现水位低于下限阈值时自动启动回灌系统,高于上限阈值时调整开采强度,避免过度开采或井内水位过高引发地质风险。
三、万和仪表核心设备定制化选型
设备选型遵循“工况适配、定制优先、可靠耐用”原则,核心设备均选用万和仪表定制化产品,针对地热井特性优化参数与结构,具体选型如下:
(一)核心感知设备:万和定制化液位传感器
优先选用万和仪表定制化投入式静压液位计(核心型号:WH311-G系列),根据地热井具体工况定制参数,具备IP68+耐高温防护等级,支持4-20mA模拟量或RS485数字信号输出,具体定制化选型如下:
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地热井水位监测仪
定制化型号
核心定制参数
核心优势
适用地热井场景
万和WH311-G1
测量量程:0-500m;耐温:≤80℃;耐压:≤5MPa;材质:316L不锈钢(防轻微腐蚀)
成本适中、信号稳定、安装便捷,全不锈钢激光封焊结构,适配中低温浅层地热井
浅层地热供暖井、水质较纯净的地热井
万和WH311-G2
测量量程:0-1000m;耐温:≤150℃;耐压:≤10MPa;材质:哈氏合金(防强腐蚀)
耐高温高压、抗强腐蚀能力优异,数据精度高(±0.1%FS),支持高温线缆定制
深层地热井、高温地热发电井、水质含高盐分/硫化物的地热井
万和WH311-G3(无线款)
测量量程:0-800m;耐温:≤120℃;耐压:≤8MPa;通信:LoRa/NB-IoT定制无线模块
无需井下布线,安装维护便捷,无线传输距离远(LoRa可达3km),适配偏远区域地热井
偏远山区地热井、布线困难的老旧地热井改造
选型关键:万和定制化液位传感器均提供第三方权威检测报告,符合《中国地热供暖推荐做法》行业标准,可根据地热井完井报告、抽水试验报告等资料精准匹配定制参数,确保工况适配性与合规性。
(二)定制化传输设备与链路
- 有线传输:采用万和仪表定制耐高温屏蔽线缆(耐温≤180℃),规格2×1.5mm² RVVP两芯屏蔽双绞线,全程屏蔽并单端接地,有效抵御井下电磁干扰与高温老化,支持1000米深井信号无损传输。
- 通信协议:优先选用Modbus TCP/RTU工业标准协议,万和仪表可定制协议适配模块,确保与地热资源管理平台、PLC控制系统的完美兼容。
- 无线传输:针对偏远区域或老旧地热井改造,选用万和WH-W无线传输模块(LoRa/NB-IoT可选),与WH311-G3无线款传感器配套使用,支持电池供电(续航≥3年),降低施工与运维成本。
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地热井液位监测设备
(三)定制化处理与显示设备
- 就地数显仪:选用万和WH6-G定制款智能数显仪表,配备高温防护外壳,支持水位数值实时显示、报警阈值现场设定,内置继电器可直接触发声光报警器,具备RS485通讯功能,适配井场高温、多尘环境。
- 中控室终端:配置万和定制化地热监测专用终端,支持多口地热井水位集中监控,可展示水位趋势曲线、历史数据查询(存储周期≥2年),支持与地热资源管理平台对接,实现数据统一管控。
- 数据处理单元:选用万和定制化PLC数据处理模块,内置高温工况数据滤波算法,消除井下温度波动导致的信号干扰,提升数据稳定性,支持定制化联动逻辑编程。
(四)定制化报警与联动设备
- 报警设备:就地配置万和定制耐高温声光报警器(耐温≤120℃),中控室联动报警指示灯与语音播报系统,同时支持短信、邮件报警推送(需配置万和WH-ALM报警模块),确保预警及时触达。
- 联动设备:万和仪表控制系统可直接接入地热井回灌泵、开采泵控制柜,根据定制化水位阈值实现自动联动控制,同时支持手动控制模式,应对特殊工况需求。
四、核心功能实现(万和定制化优势)
(一)高温高压下精准监测与双地显示
万和定制化液位传感器在高温高压环境下稳定采集水位数据,通过定制化传输链路将4-20mA标准信号传输至就地数显仪与中控室终端,实现两地同步显示。显示精度≤0.1%FS,一致性误差<1cm,就地数显仪支持液位单位切换(米/厘米),中控室终端可展示多口地热井水位分布、实时曲线与历史数据,满足地热资源长期监测与分析需求。
(二)地热井专属水位报警精准触发
根据地热井开采设计参数(如允许开采水位、回灌补水位、警戒水位),在万和WH6-G数显仪与中控系统中预设多级水位阈值:
- 水位达到高/低阈值时,立即触发就地声光报警,中控室报警灯闪烁、警铃响起;
- 报警信号同步上传至地热资源管理平台,生成报警记录(含时间、水位值、井号、报警等级),支持报警数据导出与追溯;
- 支持报警分级处置,重大异常(如接近允许开采最低水位)触发最高级报警,同步推送至管理人员手机终端,确保紧急情况快速响应。
(三)地热井开采-回灌智能联动控制
系统具备自动联动与手动控制双重模式:
- 自动模式:水位低于回灌补水位阈值时,万和PLC模块输出信号启动回灌泵;水位高于允许开采最高水位时,调整开采泵运行功率;水位恢复至正常范围后自动停机,实现地热资源均衡开采与回灌补给。
- 手动模式:管理人员可在中控室终端手动控制泵阀启停,应对特殊工况需求。
(四)高温工况故障自诊断与运维提醒
万和仪表定制化设备具备高温工况专属故障自诊断功能,可精准识别传感器故障、信号中断、线缆老化、设备过热等异常,故障发生时立即触发报警并显示故障类型;同时支持定制化定期校准提醒,生成运维台账,记录传感器校准、设备检修等信息,适配地热井偏远、难维护的特点,确保系统长期稳定运行。
五、实施要点与验收规范(适配地热井特性)
(一)地热井专属安装施工要点
- 传感器安装:万和仪表定制化投入式传感器需根据井径定制安装支架,确保安装牢固,传感器探头离开井底≥50cm,避开井底沉积物与水流干扰;深井安装需配合专用下井工具,确保线缆同步下放无缠绕。
- 线缆布线:井下线缆需采用专用固定卡扣沿井壁固定,避免与井管摩擦导致破损;地面线缆需穿保护管敷设,远离强电线路(间距≥0.5m),接线严格遵循万和仪表产品说明书,确保接地可靠(接地电阻≤4Ω)。
- 防雷防护:地热井场多位于开阔区域,需选用万和内置三重防雷模块的设备,线缆两端加装防雷器,井口设备配置防雨防晒罩,确保极端天气下设备安全。
(二)调试与验收流程(符合地热资源管理要求)
- 单机调试:对万和定制化传感器、数显仪、报警设备等逐一测试,验证高温环境下信号输出、显示精度与报警功能,确保符合定制参数要求。
- 系统联调:模拟不同水位场景(正常、警戒水位、极限水位),测试数据传输稳定性、报警响应速度与开采-回灌联动控制准确性。
- 验收资料准备:整理万和仪表产品合格证、定制化参数检测报告、设计图纸、接线图、调试记录,配合完井报告、抽水试验报告等资料,确保符合地热采矿许可证验收要求。
- 验收核心指标:高温高压下测量精度、双地显示一致性、报警响应时间、联动控制可靠性、数据传输稳定性。
(三)地热井运维管理规范
- 定期校准:万和定制化传感器每年校准一次,采用万和专用校准设备,确保高温工况下测量精度;数显仪与中控终端每半年校验一次。
- 日常巡检:每周检查就地显示与报警设备状态,每季度检查井口线缆密封与防护情况,避免雨水、沙尘进入井内损坏设备。
- 数据备份:每月导出历史水位数据与报警记录,同步至地热资源管理平台,确保数据可追溯,为地热资源可持续开发提供数据支撑。
六、万和仪表定制化方案典型应用案例
(一)河北雄县地热供暖项目(中低温浅层地热井)
项目规模:30口地热供暖井,井深200-300m,水温60-80℃,水质含轻微盐分。采用万和WH311-G1定制化投入式液位计+WH6-G数显仪组合方案,定制测量量程0-300m,适配中低温工况。系统运行稳定,测量精度±0.1%FS,报警响应时间<20s,实现30口井集中监控,数据接入雄县地热资源管理平台,通过《中国地热供暖推荐做法》标准验收。
(二)西藏羊八井地热发电项目(高温深层地热井)
项目特点:5口高温深层地热井,井深800-1000m,水温140-150℃,压力8-10MPa,水质含高浓度硫化物。采用万和WH311-G2定制化液位计(哈氏合金材质、耐温150℃、耐压10MPa)+定制耐高温线缆方案,实现高温高压下精准监测,配套万和无线传输模块,解决偏远区域布线难题。系统运行至今无故障,为地热发电系统安全运行提供核心数据支撑。
(三)天津老旧地热井改造项目
项目痛点:10口老旧地热井,原监测设备老化,布线困难,需低成本改造升级。采用万和WH311-G3无线定制款液位计+WH-W NB-IoT传输模块方案,无需开挖布线,直接替换原有设备,适配老旧井场工况。
七、方案优势总结(万和仪表核心价值)
- 定制化适配:万和仪表可根据地热井深度、温度、压力、水质等具体参数精准定制设备,完美适配不同工况,解决通用设备适配性差的痛点。
- 可靠耐用:核心设备采用耐高温、抗高压、防腐蚀材质,经过严苛环境测试,适配地热井恶劣运行环境,平均无故障运行时间(MTBF)≥5年。
- 智能高效:实现从监测、报警到开采-回灌联动的全流程自动化,结合无线传输方案,大幅降低偏远井场的施工与运维成本。
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地下水位自动监测仪
- 服务支撑:万和仪表提供全周期定制化服务,从参数调研、方案设计、设备生产到安装调试、后期校准,全程专业团队跟进,保障方案落地效果。
本方案依托万和仪表强大的定制化能力与成熟的地热井监测经验,通过精准适配的设备配置、稳定可靠的传输链路与智能高效的管控逻辑,为2026年地热井水位监测项目提供全周期解决方案,助力地热资源可持续开发与安全利用,彰显万和仪表在特种工况液位监测领域的可靠性与专业性。
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