一种地热温泉井用一体式智能井控系统的制作方法

本发明涉及地热温泉控制技术领域，具体涉及一种地热温泉井用一体式智能井控系统。

背景技术：

地热温泉是指以水为介质把热从地下带到地表的温泉。地热是来自地壳深部，储存于岩石及岩石孔隙、裂缝中的天然热能，开发利用的主体是集热、矿、水于一体的地热流体，是十分宝贵的清洁能源。温泉为地热的天然露头，是具有保护、利用和观赏价值的重要地质遗迹。我国是以中低温地热资源为主的国家，开发利用中低温地热温泉直接用于供热、采暖、医疗洗浴、旅游娱乐、养生保健、现代农业温室种植和养殖等，对推动地区经济发展，改善生态环境，提高人们生活质量等方面作用显著。

本发明的发明人经过研究发现，由于现有温泉井安装设备均为单个设备独立安装，未形成整套设备，在实际应用过程，存在诸如安装不便、功能单一、智能化程度不高及无法远端控制等问题。因而，如何创新地开发一种一体式智能井控系统以填补市场这一空白成为目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有温泉井安装设备均为单个设备独立安装，未形成整套设备，在实际应用过程，存在诸如安装不便、功能单一、智能化程度不高及无法远端控制的技术问题，本发明提供一种地热温泉井用一体式智能井控系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种地热温泉井用一体式智能井控系统，包括配电箱、井下装置和井口装置，所述配电箱的箱体上设有触摸屏，所述配电箱的箱体内设有与触摸屏电连接的plc控制器，所述plc控制器与远程上位机连接；所述井下装置包括设于井下温泉原水中的深井泵，所述深井泵的泵体表面安装有温度检测仪，所述深井泵的上方安装有高温液位传感器；所述井口装置包括与井口固定连接便于温泉原水流出的井座，所述井座的上端固定连接有减压阀，所述减压阀的上端固定连接有第一三通管，所述第一三通管的第一输出开口上通过第一蜗轮手动蝶阀固定连接有第二三通管，所述第二三通管的第一输出开口上固定连接有检测组件，所述检测组件包括与第二三通管第一输出开口固定连接的法兰，所述法兰的表面固定连接有对井上温泉原水水温、氧化还原电位和ph值分别进行检测的温度探头、orp探头和ph探头，所述温度探头、orp探头和ph探头的外部设有与法兰表面固定连接的外罩，所述法兰边缘固定连接有安装板，所述安装板上并列安装有对井上温泉原水h2s和有害气体分别进行检测的h2s检测仪和有害气体检测仪，所述h2s检测仪和有害气体检测仪的底部均连接有集气环，所述第二三通管的第二输出开口上固定连接有主直通管，所述主直通管上顺序固定安装有电动蝶阀、流量监测仪和第二蜗轮手动蝶阀，所述主直通管的输出口与第三三通管的第一输入开口固定连接，所述第三三通管的输出开口将温泉原水输出使用，所述温度检测仪、高温液位传感器、温度探头、orp探头、ph探头、h2s检测仪、有害气体检测仪、电动蝶阀和流量监测仪分别与plc控制器电连接。

与现有技术相比，本发明提供的一种地热温泉井用一体式智能井控系统，一方面通过井下装置深井泵上方的高温液位传感器对井下原水水温、水压、水位进行检测，同时通过深井泵表面的温度检测仪对泵体工作温度进行检测；另一方面通过井口装置检测组件中的温度探头、orp探头和ph探头分别对井上温泉原水水温、氧化还原电位和ph值进行检测，并通过h2s检测仪和有害气体检测仪分别对井上温泉原水的h2s和有害气体进行在线检测，且通过流量监测仪对井上温泉原水流量进行实时检测；之后各种检测仪器将检测结果传输至plc控制器中，经plc控制器处理后一方面控制深井泵供断水及电动蝶阀对管网供断水，另一方面将检测结果在配电箱触摸屏上进行显示，同时还将检测结果信号远程传输到上位机中现有的组态软件显示界面上进行查看，且可通过远程组态软件进行手动控制，由此实现了对温泉原水相关数据的实时检测、显示、信号传输及对温泉管网的自动控制，解决了远程控制深井泵供断水及管网供断水问题，因此由配电箱、井下装置和井口装置组成的一体式智能井控系统，具有智能集成化程度高、功能齐全、安装方便和可靠性高的优点。

进一步，所述高温液位传感器安装于深井泵上方1.8～2.2米位置处。

进一步，所述第一三通管的第二输出开口上固定连接有副直通管，所述副直通管上顺序固定安装有第三蜗轮手动蝶阀和泄压阀，所述副直通管的输出口固定连接有弯管，所述弯管的输出端通过第四蜗轮手动蝶阀与第三三通管的第二输入开口固定连接。

进一步，所述法兰的表面还固定连接有便于外接测氡仪的扩展接口，所述扩展接口上螺接有堵头。

进一步，所述流量监测仪选用电磁流量计。

进一步，所述温度检测仪、高温液位传感器、温度探头、orp探头、ph探头、h2s检测仪、有害气体检测仪和流量监测仪将检测结果以4-20ma信号传输方式传至plc控制器中。

附图说明

图1是本发明提供的地热温泉井用一体式智能井控系统结构示意图。

图2是本发明提供的井口装置的立体结构示意图。

图3是本发明提供的检测组件的放大结构示意图。

图中，1、配电箱；11、触摸屏；12、plc控制器；2、井下装置；21、深井泵；22、温度检测仪；23、高温液位传感器；3、井口装置；301、井座；302、减压阀；303、第一三通管；304、第一蜗轮手动蝶阀；305、第二三通管；306、法兰；307、温度探头；308、orp探头；309、ph探头；310、外罩；311、安装板；312、h2s检测仪；313、有害气体检测仪；314、集气环；315、主直通管；316、电动蝶阀；317、流量监测仪；318、第二蜗轮手动蝶阀；319、第三三通管；320、副直通管；321、第三蜗轮手动蝶阀；322、泄压阀；323、弯管；324、第四蜗轮手动蝶阀；325、堵头；4、上位机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1至图3所示，本发明提供一种地热温泉井用一体式智能井控系统，包括配电箱1、井下装置2和井口装置3，所述配电箱1的箱体上设有触摸屏11，所述配电箱1的箱体内设有与触摸屏11电连接的plc控制器12，所述plc控制器12与远程上位机4连接；所述井下装置2包括设于井下温泉原水中的深井泵21，所述深井泵21的泵体表面安装有温度检测仪22，所述深井泵21的上方安装有高温液位传感器23，所述温度检测仪22对井下温泉原水水温、水压、水位进行检测，该检测结果送至plc控制器内以判断深井泵21工作时是否处于安全水位(在深井泵上30～50米左右)范围内，所述高温液位传感器23对泵体工作温度进行检测，该检测结果送至plc控制器12内以控制深井泵21在工作温度异常时紧急关机；所述井口装置3包括与井口固定连接便于温泉原水流出的井座301，所述井座301的上端固定连接有减压阀302，所述减压阀302用于将从井座301上端流出的井上温泉原水压力减至0.2mpa，所述减压阀302的上端固定连接有第一三通管303，所述第一三通管303的第一输出开口上通过第一蜗轮手动蝶阀304固定连接有第二三通管305，所述第二三通管305的第一输出开口上固定连接有检测组件，所述检测组件包括与第二三通管305第一输出开口固定连接(如焊接)的法兰306，所述法兰306的表面固定连接有对井上温泉原水水温、氧化还原电位和ph值分别进行检测的温度探头307、orp探头308和ph探头309，即所述检测组件中的温度探头307对井上温泉原水水温进行实时检测，orp探头308对井上温泉原水氧化还原电位(orp)进行实时检测，ph探头309对井上温泉原水ph值进行实时检测，三个检测结果均传输至plc控制器12内以通过触摸屏11将检测结果进行显示，并将检测结果信号传输到上位机4的组态软件显示界面上进行查看，所述温度探头307、orp探头308和ph探头309的外部设有与法兰306表面固定连接的外罩310，通过该外罩310对温度探头307、orp探头308和ph探头309进行保护，所述法兰306边缘固定连接有安装板311，所述安装板311上并列安装有对井上温泉原水h2s和有害气体分别进行检测的h2s检测仪312和有害气体检测仪313，即所述h2s检测仪312对井上温泉原水h2s进行在线检测，所述有害气体检测仪313对井上温泉原水有害气体进行在线检测，两个检测结果均传输至plc控制器12内以通过触摸屏11将检测结果进行显示，并将检测结果信号传输到上位机4的组态软件显示界面上进行查看，所述h2s检测仪312和有害气体检测仪313的底部均连接有集气环314，所述集气环314用于收集井内溢出气体，同时集气环314内h2s检测仪312和有害气体检测仪313对收集的气体进行检测，集气环314内顶部设有小孔，检测气体通过小孔缓慢流出，以确保下一次检测，所述第二三通管305的第二输出开口上固定连接有主直通管315，由此井上温泉原水经第二三通管305分流至检测组件及主直通管315，所述主直通管315上顺序固定安装有电动蝶阀316、流量监测仪317和第二蜗轮手动蝶阀318，由此温泉原水经主直通管315流至流量监测仪317时，所述流量监测仪317将对温泉原水流量进行实时检测，并将检测结果传输至plc控制器12内以通过触摸屏11将检测结果进行显示，并将检测结果信号传输到上位机4的组态软件显示界面上进行查看，而在主管路上同时配第一蜗轮手动蝶阀304和第二蜗轮手动蝶阀318，目的是便于设备更换和检修，所述主直通管315的输出口与第三三通管319的第一输入开口固定连接，所述第三三通管319的输出开口将温泉原水输出使用，所述温度检测仪22、高温液位传感器23、温度探头307、orp探头308、ph探头309、h2s检测仪312、有害气体检测仪313、电动蝶阀316和流量监测仪317分别与plc控制器12电连接以实现信号传输，所述温度检测仪22、高温液位传感器23、温度探头307、orp探头308、ph探头309、h2s检测仪312、有害气体检测仪313、电动蝶阀316和流量监测仪317具体可采用现有的仪器来实现，即具体结构和工作原理已为本领域技术人员熟知的现有技术，而所述plc控制器12具体可采用现有西门子6es72881sr400aa0plc控制器来实现。

与现有技术相比，本发明提供的一种地热温泉井用一体式智能井控系统，一方面通过井下装置深井泵上方的高温液位传感器对井下原水水温、水压、水位进行检测，同时通过深井泵表面的温度检测仪对泵体工作温度进行检测；另一方面通过井口装置检测组件中的温度探头、orp探头和ph探头分别对井上温泉原水水温、氧化还原电位和ph值进行检测，并通过h2s检测仪和有害气体检测仪分别对井上温泉原水的h2s和有害气体进行在线检测，且通过流量监测仪对井上温泉原水流量进行实时检测；之后各种检测仪器将检测结果传输至plc控制器中，经plc控制器处理后一方面控制深井泵供断水及电动蝶阀对管网供断水，另一方面将检测结果在配电箱触摸屏上进行显示，同时还将检测结果信号远程传输到上位机中现有的组态软件显示界面上进行查看，且可通过远程组态软件进行手动控制，由此实现了对温泉原水相关数据的实时检测、显示、信号传输及对温泉管网的自动控制，解决了远程控制深井泵供断水及管网供断水问题，因此由配电箱、井下装置和井口装置组成的一体式智能井控系统，具有智能集成化程度高、功能齐全、安装方便和可靠性高的优点。

作为具体实施例，所述高温液位传感器23安装于深井泵21上方1.8～2.2米位置处，由此可以对井内温泉原水水位、水压、水温进行检测，并尽可能排除深井泵运行时水位波动对上述探头检测结果的影响。

作为具体实施例，请参考图1和图2所示，所述第一三通管303的第二输出开口上固定连接有副直通管320，所述副直通管320上顺序固定安装有第三蜗轮手动蝶阀321和泄压阀322，所述副直通管320的输出口固定连接有弯管323，所述弯管323的输出端通过第四蜗轮手动蝶阀324与第三三通管319的第二输入开口固定连接，由此通过副直通管320和弯管323形成一条副管路，该副管路用于主直通管315所在的主管路检修时输出温泉原水备用，同时当主管路中的压力过高时，可通过配置的泄压阀322自动泄压，即在主管路正常输出温泉原水的过程中，副管路上的第三蜗轮手动蝶阀321是打开的而第四蜗轮手动蝶阀324是关闭的，而在主管路检修过程中，第一蜗轮手动蝶阀304和第二蜗轮手动蝶阀318是关闭的，而第三蜗轮手动蝶阀321和第四蜗轮手动蝶阀324都是打开的。

作为具体实施例，请参考图3所示，所述法兰306的表面还固定连接有便于外接测氡仪的扩展接口，所述扩展接口上螺接有堵头325，由此当需要对井上温泉原水氡含量进行检测时，先将堵头325从扩展接口上拧下，再连接外部测氡仪即可，方便实用。当然，本领域技术人员在前述实施例基础上，还可以在法兰306表面设置更多功能扩展接口，来对井上温泉原水的数据进行检测。

作为具体实施例，所述流量监测仪317选用现有电磁流量计来对经行主直通管315的流量进行检测，由此可以实时检测温泉矿泉水主管路的流量并上传信号至plc控制器12。

作为具体实施例，所述温度检测仪22、高温液位传感器23、温度探头307、orp探头308、ph探头309、h2s检测仪312、有害气体检测仪313和流量监测仪317将检测结果以4-20ma信号传输方式传至plc控制器中，即本实施例中将检测结果以现有4-20ma信号传输方式传输至plc控制器，由此避免了用电压传输在导线上产生压降而使接收端信号产生一定误差，即有效提高了传输信号的可靠性和稳定性。

作为具体实施例，本领域技术人员明白，该系统除了应用在本申请所述的温泉井外，还可以应用在地热井、灌溉井及饮用井等其它井，而这些同样应该属于本发明的保护范围之内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。