随着油气勘探的深入,水平井和大斜度井越来越多的应用于实际作业中,具有远探测功能的地质导向技术是实现目的层中有效钻井的关键技术。半线圈测井是一种可实现随钻地质导向的新方法。本论文设计了基于DSP与FPGA的半线圈感应测井实验系统,它可进行信号的发射和接收,对源距和线圈间的夹角进行调节,为实验室中进行半线圈的各项特性的研究提供了实验装置。主要研究内容和成果如下。第一部分完成了半线圈感应测井原理分析与实验系统总体设计。根据感应测井理论推导出半线圈接收电压的计算公式。设计了实验系统的整体结构框图。提出了半线圈感应测井实验系统发射和接收模块的技术指标要求,以及总体实验系统的功能要求。第二部分为半线圈感应测井实验系统的发射模块设计。具体包括软件设计和硬件电路设计。其中软件设计包括设计基于TMS320F28335的最小子系统,用以控制AD9833产生实验要求的20KHz正弦信号。硬件电路包括DDS波形产生模块,差分放大模块,功率放大模块。硬件电路设计包括AD8221差分放大模块的电路焊接,功率放大模块的电路焊接。采用NI Multisim仿真软件进行差分放大模块和功率放大模块的仿真,以验证是否符合设计需求,完成了实验系统要求频率信号的产生,并将其放大至驱动线圈负载。仿真结果表明:AD8221差分放大电路可有效减少共模抑制比。采用二级放大的功率放大电路可对电流和电压同时进行放大。第三部分为半线圈感应测井实验系统的接收模块设计。包括软件设计和硬件电路设计。软件部分主要是通过Verilog硬件语言来进行采样控制和数据存储,AD7606进行采样速率的控制,以及数据的缓存以及DSP读取。硬件部分包括前置放大电路,用以接收线圈上的微弱信号放大;低通滤波电路,采用巴特沃斯低通滤波进行高频噪声滤除;AD采集电路,进行接收线圈上的信号离散采集和FPGA与DSP数据通信。完成了实验系统的信号接收模块,并且采样速度快,精度高。第四部分为半线圈实验系统调试与结果分析。首先依据信号流向完成发射模块和接收模块的调试,其次对整个系统进行整体电路和软件调试,调试结果表明:半线圈感应测井实验系统信号发射与接收稳定,满足技术指标要求。然后进行实验系统功能性分析,包括方位角变化、源距变化以及匝数变化。最后进行了线圈探边特性分析。结果表明:半线圈系具有方位角度敏感以及对高电导率物体有敏感性,具有一定的边界探测能力,且半线圈接收信号强度高于全线圈。本实验系统具有对半线圈的各项特性验证功能,包括半线圈对旋转角度敏感性、对边界条件变化的敏感性以及信号接收强度大于全线圈的特性。通过各项分析验证了半线圈实验系统的有效性。实现了在实验室中对半线圈各项特性探究。实验系统达到了预期实验指标要求以及功能需求。