智能钻探技术具有智能化、自动化的优点,在现今和将来都是钻探领域的研究热点。为结合大数据和深度学习,智能钻探技术需要大量的数据为其提供支撑,因此服务于智能钻探技术的数据采集单元具有重要的研究意义。但是现今智能钻探系统的研究还不够成熟,井下的测量仪器大部分是分立化且功能单一的,不利于智能钻探系统进行数据收集。此外,井下恶劣的工作环境、钻探工作产生对测量造成的干扰、体积、功耗等限制给井下数据采集带来了现实挑战。本文首先在对智能钻探及其相关测量技术研究现状调研和分析的基础上,从数据采集单元的测量参数需求、抗干扰需求和技术指标出发,提出数据采集单元总体设计方案。依据总体设计方案,开展了数据采集单元的软硬件系统设计。硬件平台主体是一块放置在钻铤中的印制板,由井下电池进行供电。具备信号采集、信号处理、数据通信和数据存储功能。硬件通过高温数字信号控制器实现对外围器件控制、数据运算和模数转换。具备RS485通信接口,与其他仪器或上位机进行通信。硬件平台集成加速度、磁感应强度、温度测量功能,并通过信号调理模块对模拟信号进行处理而后进行模数转换。设计电源转换模块,满足其余模块供电的供电需求。最终满足数据采集和处理软件的运行需求。软件开发部分,根据总体方案和设计难点提炼出数据采集单元软件需求,进而设计了具备信号采集、数据处理、参数计算和传输存储功能的数据采集单元软件。数据采集单元软件基于磁场的干扰特性和测井仪器特殊的工作状态,简化了传统的校正椭球校正法,实现地磁场测量过程中井下磁场干扰的滤除;并基于互相关原理,采用互相关检测的方法,将磁感应强度作为参考信号,实现重力加速度测量过程中宽频带振动噪声和剩余加速度的滤除。提出了抗环境干扰的低成本软件解决方案。调试与验证部分,分别对硬件和软件各部分功能进行调试。而后在测试中模拟不良工作环境带来的干扰,对单元整体进行综合调试与验证。测试结果表明该设计已满足既定指标,具有为智能钻探技术提供数据支持的能力。