地岩热能梯级利用系统根据地热流体温度不同逐级加以利用,大大提高了地热能利用率。针对工程项目中,梯级利用系统运行状态和能效影响因素不够明确,本文建立梯级利用工程监测系统,以工程实际为基础,分析影响系统能效的主要因素,优化影响梯级利用系统能效的关键参数并且研究分析了梯级利用系统的运行状态。结合工程实际,构建无干扰地岩热能梯级利用系统,阐述了系统主要组成部件及其工作原理,引入火积理论对能量转换系统的各个部件建立数学模型;根据理论模型分析系统火积损失率与系统能效比之间的关系,得出影响梯级利用系统能效的主要因素;在明确影响系统能效的基础上建立监测系统,对温度、流量等关键参数进行监测,并依据TRNSYS软件搭建梯级利用系统仿真平台模拟系统运行状态,得出地层温度梯度、井下换热器出水温度随地源侧流量的变化规律和系统cop值与地源侧和负荷侧温度的关系;对影响系统cop值的5个主要因素进行合理取值,结合正交试验法把系统cop值由之前的4.5优化到5.2;监测系统建立的目的是明确系统运行状态,依据系统关键设备的典型运行特征,基于小波分析和BP神经网络对其运行特征进行分析后发现特征识别效果显著,对比小波去噪前后的故障数据,发现去噪后的故障检测率更高。