本实用新型公开了一种深层地热梯级利用的热泵供热系统，主要涉及热泵供热系统技术领域，包括生产井、回灌井、换热器单元、热泵机组和采暖终端，换热器单元和热泵机组设置在生产井和采暖终端之间，生产井的进口设置有除砂装置，热泵机组包括蒸发器、冷凝器和循环泵组件，生产井和采暖终端之间设置有过滤器组件。本实用新型整个系统通过两级串联的板式换热器和热泵机组配套使用实现深层地热的梯级利用，避免了热泵机组的耦合影响；在整体管路中设置了除砂装置和过滤器组件，保证了系统的长期稳定工作，提高了地热资源的利用效率。