[发明专利]一种地热水井在线大量程动态水位-温度测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及地热水井测量领域，特别是涉及一种地热水井在线大量程动态水位-温度测量系统。

背景技术

地热水井在线深动态液位-温度测量的意义在于保护潜水电泵的正常工作，避免潜水电泵因为空抽而损坏，更重要的是长期监测地热水井的液位和温度数据，为地热水热能利用后的回灌平衡提供可靠动态监测数据，以预防地面沉降，保护水工地质环境。

现在测水井的液位仪一般采用人工或伺服电机下线法，不能达到在线测量的目的；采用依据硅压力传感器的原理的液位测量因其长距离大气导管的弯曲，使得测量100-200米长距离、100米宽的动态液位变化不能实现，即使实现，传感导线因导气管的直径要求，传感导线直径很大，又因地热水的温度高，在线长期测量采用依据硅压力传感器的原理的液位测量，对传感变送器使用环境(高温)技术要求、封装材料(钛合金)和封装技术(高温防水)要求都非常苛刻，同时整个压力变送器必须在标准的地热水井的测管(直径为1英寸)中投入放置，因此整个压力传感变送器的直径要小于15mm。更进一步说，由于压力传感变送器长期在矿化度高的高温地热水中放置，压力传感变送器的外壳很快结垢并堵塞测量口，使得压力传感变送器运行失效。

采用光纤光栅压力和温度测量方法，因其光纤包层的水解性和耐温的限制(85摄氏度)，同时因为波长解调器的成本问题，因此也不能适用于在线式地热水井的水位-温度测量。

采用电容式水位测量系统(两条平行的辐射交联聚乙烯封装的缆线)虽然耐地热水腐蚀和耐高温，但由于抽水泵工况的干扰和200米长距离的探深，测量数据极不稳定，深动态的地热水井水位测量根本无法进行。

气泡水位计准确量程最长40米，其测量值因介质密度和温度影响很大，因此不适应地热水井的深动态水位测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述各种技术路线测量的缺点，提供一种耐高温、耐腐蚀、抗振动和干扰、测量精度高且能长期稳定可靠运行的地热水井在线大量程动态水位-温度测量系统。

为此，本发明的技术方案如下：

一种地热水井在线大量程动态水位-温度测量系统，包括曲柄连杆活塞气泵、第1-第4两位三通电磁阀、第1-第2一位两通电磁阀、储气罐、第1-第2压差传感变送器、带有显示屏的控制器、耐高温导气信号控制线缆、温度传感器、温度变送器和第1-第4单向阀，

所述耐高温导气信号控制线缆和温度传感器放置在地热水井的测量管中；

所述温度传感器、耐高温导气信号控制线缆的信号线、温度变送器和控制器依次相连；

所述第1-第4两位三通电磁阀和第1-第2一位两通电磁阀的电控端以及所述第1-第2压差传感变送器的信号端和曲柄连杆活塞气泵的启动控制端分别与所述控制器的接口端相连；控制器通过与储气罐连接的第1、第2一位两通阀进行控制。

以下均以导气管密封连接：所述曲柄连杆活塞气泵的出气端口B1与第1两位三通电磁阀中的C2端口相连、第1两位三通电磁阀中的A2端口与第2两位三通电磁阀中的A3端口相连，曲柄连杆活塞气泵的进气端口A1与第3两位三通电磁阀中的C4端口相连，第3两位三通电磁阀的B4端口与第2两位三通电磁阀的B3端口相连；所述第1两位三通电磁阀的B2端口、第3两位三通电磁阀的A4端口分别与第1、第4单向阀相连，其方向为接收大气方向，第2两位三通电磁阀(3)的C3端口与第1一位两通电磁阀的一个端口A5相连，第1一位两通电磁阀的另一个端口B5与储气罐的一个端口A6相连，储气罐的另一个端口B6与第2一位两通电磁阀的一个端口A7相连，第2一位两通电磁阀的另一个端口B7与第4两位三通电磁阀的一个端口A8相连，第4两位三通电磁阀的另一个端口C8与耐高温导气信号控制线缆的中间导气管相连；所述第1压差传感变送器的一个端口A9与储气罐的又一个端口C6相连，第1压差传感变送器的另一个端口B9通过第3单向阀直通大气空间；所述第2压差传感变送器的一个端口A10与第4两位三通电磁阀的另一个端口B8相连，第2压差传感变送器的另一个端口B10通过第4单向阀直通大气空间。

优选的是，所述第1压差传感变送器的量程为0-1.4MPa、0-5V输出；所述第2压差传感变送器10的量程为0-500KPa、0-5V输出。

所述耐高温导气信号控制线缆的中心为导气管，导气管的外围设有四条信号线。

所述耐高温导气信号控制线缆在地热水井测管中的入水深度至少为80米。

本发明的有益效果如下：