核磁共振作为一种精准有效的探测技术,在石油勘探领域有着重要应用。现阶段面对复杂油气藏,岩性、物性、含油性等在空间范围内表现不均匀的特性,多分量、多维度的定性定量分析对于复杂油气储层的勘探至关重要。目前国内外核磁共振测井仪器的探头无法实现井周360度不同方位的探测;它们的主控系统也没有涉及到仪器探头井周360度测量控制和阵列天线切换选择等问题。井下周向扫描核磁共振测井仪具备径向、轴向和周向多方位敏感区域探测的能力,对于非均质性较强的复杂油气藏的储层探测具有深远的意义,其中主控系统是测井仪器中重要的组成部分。同时,国外对我国进行技术封锁和限制,亟需大力发展我国自己的高技术水平的核磁共振仪器。因此,自主研制设计符合我们仪器技术特点要求,实现仪器周向扫描的主控系统,是论文的核心问题。采用Intel-Altera公司的FPGA芯片作为单一主控芯片的设计方案,本文设计并实现了一套核磁共振仪器的数字化主控系统,该系统可以满足周向扫描核磁共振测井仪测试分析的基本要求,适用于具有周向扫描功能的探头,配合模拟电路,完成实验测试,为实验室核磁共振仪器的设计和研制奠定了一定的基础。本文所描述的主控系统包括发射控制模块、主泄放控制模块、辅助泄放和隔离模块、接收控制模块、DDS(直接数字频率合成器)模块和天线选择控制模块等,可以实现灵活的生成各种脉冲序列、按照时序要求生成各模拟电路所需的控制信号、对放大后的回波信号进行采集、处理和储存,控制阵列天线进行选择和切换完成周向多分区多频率测量等功能。本文所设计的主控系统经过了仿真软件的时序仿真测试和实验室环境下实际波形测试,主控系统的设计取得了较好的实验结果,证明了本系统实现了射频脉冲发射、回波信号接收,对模拟电路的控制等功能,表明整套系统切实可行。