超声反射测井是一种经典的测井方法，在目前的油气勘探中，仍然有很多的应用。随着解决地质问题难度的增加，对超声反射测井仪器的性能提出了更高的要求，主要反映在:①要求记录的动态范围增加，精度提高;②要求能自动补偿井液对超声波的衰减，使仪器能够适应不同比重泥浆环境的测井需求;③进一步提高仪器的集成度，以适应不同井径油井的测井;④进一步降低仪器的功耗，提高仪器的高温特性;⑤将井壁超声成像和超声固井质量检测两类仪器合二为一，提高仪器的工作效率。
　　针对这些要求，本文根据超声反射原理，论述了超声反射井壁声幅成像和固井质量检测的基本方法，进行了不同井壁波阻抗、不同泥浆比重环境下超声反射回波信号的实验研究，为仪器的设计和研制提供了实验依据。在此基础上提出和论证了超声反射测井仪的设计方案，重点针对仪器高性能的要求，采用了最新的军用级或汽车级集成电子器件，设计了新型的超声发射电路，增加了泥浆对超声衰减的补偿模块，选用动态范围更大、集成度更高的A/D量化器，尽可能采用低压电源进行仪器供电。通过上述方案和措施，使仪器的集成度更高，功耗更低，温度性能更好，数据记录精度更准，对不同比重的泥浆、不同井径环境的适应性更强。经过开发、调试和实验，结果表明，仪器达到了预定的设计要求。
　　本文的主要创新点在于:①针对常规的超声反射电缆测井中高压单窄脉冲超声发射电路功耗大、体积大、温度压力引起频偏的问题，设计开发了基于CMOS集成开关的超声子波发射电路，达到了功耗低、效率高、体积小、性能稳定的要求;②针对大范围比重泥浆对超声波衰减严重的问题，设计实现了时变压控增益放大器，对回波信号进行时变增益放大，补偿了超声回波信号在泥浆中的衰减，提高了回波到达时间检测的准确性和可靠性;⑧将超声电视成像测井仪与超声固井质量检测仪两种仪器合二为一，使一套仪器既可进行井壁电视成像，又可获取全波列回波信息进行第一界面固井质量评价。
　　综上，本文的研究工作解决了目前超声反射测井仪器的几个关键技术难题，其结果对提高仪器的性能及实际工程应用有重要的实用价值。