本实用新型涉及地源热泵系统技术领域，具体涉及一种套管型中深层地源热泵系统，包括地热井、地源热泵机组，地源热泵机组由冷凝器与蒸发器组成，地热井中设置有套管换热器，且套管换热器的顶部连接有第一通管与第二通管，第一通管上设置有第三水泵、第一阀门，且第一通管上连接有第一长管与第二长管，第二通管的末端与第二长管相连接，本实用新型通过用中深层地热作为冬季供热热源，采用冷却塔作为夏季空调冷源，通过热泵系统冬夏季切换运行，实现一机两用，将中深层地热与冷却塔集成为一套系统，既能供冷也能供热；中深层地热温度高于35℃时，可以直接供热，效率更高；采用闭式套管型换热器提取中深部岩石热量。