随钻中子测井技术是随着当代随钻测量技术的兴起而迅速发展起来的新型测井技术。作为一种尖端测井方式,随钻中子测井在钻井过程中同步进行测量,通过实时获取孔隙度等地质参数来定位石油贮存点,在石油勘探过程中发挥着重要作用。目前国外的随钻中子测井技术相对成熟,而国内正处于起步阶段,因此对随钻中子测井技术的研究可以有效地推进国内石油行业的发展。随钻中子测井仪是通过对随钻中子测井技术的研究而研制出来的测井仪器,由地面控制系统和井下数据采集电路构成。主控及数据存储模块是井下数据采集电路的核心,主要功能包含中子数据采集流程控制和测井数据存储两方面。本文首先分析了随钻中子测井原理,结合随钻中子测井仪的电路架构和工作流程,确定了主控及数据存储模块的技术指标及功能实现,并在此基础上给出了模块的总体方案设计。其中,模块的主控部分以MCU+FPGA为基本架构,完成的主要工作有:在作业、刻度以及数据下载三种工作模式下的工作流程设计、与电源通信模块之间的通信协议设计、中子数据采集流程设计、仪器状态信息监测流程设计、高压和模拟模块控制及数据交换流程设计等;数据存储部分以FLASH为基本存储器,主要包含:数据存储区域划分、测井数据存储和高速下载、数据区擦除以及格式化等基本功能。为保证数据存储模块能够准确、高效地管理测井数据,这部分还设计了操作容错机制、存储地址定位设计以及坏块校验设计等。最后,论文阐述了针对所设计模块进行的一系列实验,给出了实验结果。实验内容包含系统通信实验、采集流程控制实验、数据存储功能验证实验以及高温实验等。结果表明,所设计模块的性能指标符合随钻中子测井仪的技术要求。