为了能够满足我国油田对地层倾角仪器的需求,本论文开展的六臂地层倾角仪器研究,可以准确地检测出流经地层的微弱信号,并结合井径、测斜等其它辅助信号绘制出六条富含地层电阻率信息的曲线,进而以地层倾角矢量图的方式来显示地层倾角和倾斜方位角,为地质学家确定沉积构造及认识大规模构造现象提供测井资料,从而确保油田的稳产及持续地发展。本文以地层倾角测井理论为基础,分析了地层倾角测量的基本原理,构建了地层倾角检测的基本模型,并对地层倾角、倾斜方位角、井斜校正及高程差进行了分析与计算。在理论研究的基础上,研制了地层倾角仪器的硬件电路,包括极板内置低噪声放大电路、信号源电路和数据采集电路。其中数据采集电路以APA300和TMS320F2812为核心,并采用TMS320F2812实现数字相敏检波,最终实现了对微弱信号的有效采集。在理论研究和井下硬件电路研制的基础上,研制出极板检测系统用于检测极板内置电路,设计了井径刻度方法用于对仪器的井径刻度。对地层倾角仪器进行了高温高压试验、内室模拟试验及井径刻度实验,根据调试和实验的结果,证实了本系统具有稳定性好、检测精度高、受外界环境限制小等特点。研制的仪器多次应用于青海油田的实际测井作业,测试结果与国外同类仪器比较接近。