在石油探测中,随着石油开采程度的提高,对于各向异性地层的探测需求日益增加。而传统的感应仪器只能测量地层的水平电阻率,容易漏掉、低估甚至错判各向异性的油藏。三维感应仪器因其在线圈系上的特殊结构,对各向异性等复杂油藏参数的测量具有其他仪器不可比拟的优势。本课题以三维感应测井仪器工程样机的研制为背景,主要对仪器的收发系统进行研究和设计。主要工作包括:(1)根据三维感应线圈系结构,电路的具体功能和技术指标,设计了收发系统的总体解决方案和结构。(2)三维感应接收线圈在9个源距三个方向上分别布置,其接收线圈的感应信号很多,信号微弱,且动态范围大,同时测井仪器电路板骨架空间非常有限。针对以上问题,本课题设计了多通道选择和分级增益的接收电路,能有效实现21路大动态范围微弱信号的采集和放大降噪处理。(3)针对发射电路在两个频率和三个方向分别工作的特点。设计了以A3P060FPGA和MSP430为核心的发射控制电路,并对其应用程序进行了相应的设计和开发,实现了发射频率和发射方向的实时控制。(4)仪器面临在高温、高压下长时间工作的挑战,同时为了提高高温下发射电流的稳定性。本文设计了一种发射电流可控的D类谐振功率放大器,提高了工作效率,有效的降低了系统功耗,增加了系统高温下的稳定性。(5)从常温到高温,对收发系统各个单板分别进行了硬件和软件的调试;然后和主控电路、电源电路以及线圈系一起进行了整个三维感应仪器的联调。长时间的高温测试结果表明:实验数据在高温下稳定,三维感应工程样机已经初步具备测井功能,收发系统电路达到了预定技术要求,为仪器的实际测井打下了基础。本课题的研究工作为三维感应仪器的研制奠定了坚实的基础。目前三维感应工程样机已经进入实际测井调试阶段。