碳氧比测井是目前国内外广泛应用的套管井剩余油评价技术,但其测量中子产生的伽马射线的范围只集中在高能区部分,不能充分利用中子的反应过程中低能部分。本文充分分析了脉冲中子物理原理、国内外技术发展的现状,为了进行更充分的信息挖掘,根据脉冲中子发生各种反应的物理原理,提出了集双源距碳氧比、中子寿命、脉冲中子-中子(PNN)、能谱水流四项测井功能于一体的脉冲中子测井仪器,其中主要有全谱采集系统、自动稳谱、中子发生器的自动控制。本文针对脉冲中子信号测量精度低问题,分析了影响脉冲中子信号精度的影响因素,提出来应用极零调节、脉冲成形,基线恢复等方法提高解释精度;针对井下温度的增加,造成仪器光电倍增管的输出脉冲幅度变化造成谱线漂移的问题,设计了温度补偿的自动稳谱系统,通过改变测量系统探测器高压来对温度变化进行补偿,使能谱峰位正确;针对四种模式需要中子爆发采集时间的不同,设计了综合时序发生器,并结合阳极脉冲高压开关,实现了多种时序爆发;针对中子产额不稳定及人为因素影响造成的测量误差,分析了影响中子产额的影响因素,设计了中子发生器自动控制系统。本文第一章介绍了本文的研究的背景及国内外相关技术的发展现状;第二章介绍了脉冲中子全谱测井的基本原理及总体方案设计;第三章介绍探测器电路的设计,包括探测器的选取、结构优化、信号分辨率影响因素及解决方案等;第四章介绍能谱采集电路方案,包括综合时序发生器及自动稳谱电路的设计;第五章介绍中子发生器自动控制电路的设计;第六章介绍了仪器室内实验及现场试验检测结果。