一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置

摘要

本发明涉及的是一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置，它包括供液罐、混砂罐、可视化裂缝网络系统、计算机处理系统，供液罐、混砂罐分别通过各自的管路连接可视化裂缝网络系统，可视化裂缝网络系统的出口与废液回收器的入口相连接；可视化裂缝网络系统包括支撑剂不同注入方式裂缝装置、高度可调裂缝装置和复杂裂缝装置；高度可调裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框具有模拟入口和模拟出口，可视化玻璃夹层框上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器。本发明可以模拟支撑剂不同注入方式对支撑剂运移铺置的影响，360°全方位注入，实现每个射孔里的支撑剂流速恒定且可控制，能较真实反映地层中支撑剂运移铺置情况。

权利要求

1.一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：这种可调节多功能的支撑剂运移实验装置包括供液罐、混砂罐、可视化裂缝网络系统、计算机处理系统，供液罐、混砂罐分别通过各自的管路连接可视化裂缝网络系统，可视化裂缝网络系统的出口与废液回收器的入口相连接；可视化裂缝网络系统包括支撑剂不同注入方式裂缝装置、高度可调裂缝装置和复杂裂缝装置；

高度可调裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框具有模拟入口和模拟出口，可视化玻璃夹层框上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器，高度调节器由一根轴承和扭转器连接而成，轴承一端插入到可视化玻璃夹层框内且连接胶条，轴承另一端连接扭转器，扭转器位于可视化玻璃夹层框外，通过转动扭转器，调节胶条的高度；

所述支撑剂不同注入方式裂缝装置包括可视化玻璃夹层框、螺旋射孔装置、螺旋射孔注入管，可视化玻璃夹层框具有模拟入口和2个模拟出口，可视化玻璃夹层框上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器；螺旋射孔装置为可视化圆环玻璃夹层框，固定且密封在可视化玻璃夹层框的正中心位置，螺旋射孔注入管有多根且呈360°均匀分布在管线上，螺旋射孔注入管连接在螺旋射孔装置里，可视化圆环玻璃夹层框内分隔出多个与螺旋射孔注入管数量相等的弧形射孔腔，各弧形射孔腔分别与可视化玻璃夹层框相通，各螺旋射孔注入管分别与相应的弧形射孔腔相通，可视化玻璃夹层框正中心上方闸板阀门，闸板阀门打开时，支撑剂向两侧流动，分别从两侧的模拟出口注入高度可调裂缝装置和复杂裂缝装置，关闭时，支撑剂停止流出；混砂罐通过泵注罐‑A与螺旋射孔注入管数量相同的多根分流管线相连接，每根分流管线连接一个螺旋射孔注入管，每根分流管线上均配有流量监测计和流量控制计；供液罐通过泵注罐‑B且经第二出口管线连接螺旋射孔注入管。

2.根据权利要求1所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述螺旋射孔注入管有六个，分流管线有六个，螺旋射孔注入管连接在螺旋射孔装置里，在混砂罐第一出口阀门的一侧，六根分流管线连接在第二出口管线的尾部，每根分流管线通过小管线连接着一个螺旋射孔注入管，六根小管线被第二出口管线容纳；在供液罐第二出口阀门的一侧，一根第二出口管线连接着螺旋射孔注入管，通过泵注罐‑B控制支撑剂的流速，使每根螺旋射孔注入管里的支撑剂流速自由分配。

3.根据权利要求2所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述复杂裂缝装置包括一个垂直裂缝装置、两个次级裂缝装置和四个三次裂缝装置，垂直裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框内设置两个胶条，胶条的两侧连接着高度调节器；可视化玻璃夹层框前后正中心分别有一个倾角可调器，倾角可调器为透明的，每个倾角可调器连接一个次级裂缝装置，垂直裂缝装置的模拟入口与支撑剂不同注入方式裂缝装置的模拟出口连接，垂直裂缝装置模拟出口与一个高度可调裂缝装置的模拟入口相连接，垂直裂缝装置两侧出口通过倾角可调器连接次级裂缝装置的模拟入口；

次级裂缝装置为两个通过销轴连接的可视化玻璃夹层框，次级裂缝装置的每个可视化玻璃夹层框均设置一个倾角可调器，每个倾角可调器连接一个三次裂缝装置，次级裂缝装置的两侧出口分别通过相应的倾角可调器连接三级裂缝装置的模拟入口，次级裂缝装置的模拟出口和三级裂缝装置的模拟出口均连接废液回收器，每个模拟出口均配有一个流量监测计；

三级裂缝装置为可视化玻璃夹层框。

4.根据权利要求3所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述可视化裂缝网络系统还包括粗糙裂缝装置，粗糙裂缝装置包括可视化玻璃夹层框、两块有机玻璃板，两块有机玻璃板的四周均设置不锈钢边框，平衡杆从四个角将可视化玻璃夹层框固定在两块有机玻璃板的正中间；可视化玻璃夹层框内设置两个胶条，胶条的两侧连接着高度调节器，可视化玻璃夹层框的前后两面被分为一百六十个粗糙阵列模块，粗糙阵列模块与粗糙阵列模块控制器相连接，通过扭转粗糙阵列模块控制器，粗糙阵列模块在视化玻璃夹层框的水平方向上前后移动，粗糙裂缝装置的出口与一个高度可调裂缝装置的入口相连接。

5.根据权利要求4所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述粗糙阵列模块由长方体有机玻璃和小长方体有机玻璃同轴设置构成，长方体有机玻璃中心贯穿了一块小长方体有机玻璃。

6.根据权利要求5所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述粗糙阵列模块控制器由螺栓和扭转器连接构成，螺栓与小长方体有机玻璃相连接，螺栓贯穿于扭转器，在水平方向上，螺栓控制着小长方体有机玻璃移动，扭转器控制着长方体有机玻璃移动，能够从多维度反映出真实地层的粗糙度情况。

7.根据权利要求6所述的可调节多功能的支撑剂运移实验装置，其特征在于：所述可视化玻璃夹层框由两块透明有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框内构成。

说明书

一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及水力压裂实验装置技术领域，具体为一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置。

背景技术

[0002] 由于我国页岩气开发面临地质条件复杂，页岩储层的孔隙度和渗透率、页岩气的自然产量均较低的情况，目前我国页岩气开采主要采用水力压裂技术。水力压裂技术作为石油工业最常见的提高储层低渗透率的关键技术，在低渗透储层中有着广泛应用。支撑剂的铺置运移对天然裂缝的活化和人工裂缝的形成有重大影响，而支撑剂在裂缝中的铺置形态基本就是最终的压裂裂缝形态，因此研究支撑剂在裂缝中运移沉降规律对优化裂缝内沙堤形态，改善压裂效果具有重大意义。

[0003] 自Babcock首次采用可视化有机玻璃板研究支撑剂在裂缝中沉降规律后，此后利用可视化有机玻璃板装置实验研究支撑剂铺置规律就拉开了序幕。Fredrickson设计了一套长2743.2mm、高304mm、宽6.35mm的窄缝装置，装置背面为白色铝质材料底板，前侧(观察面)为透明有机玻璃板。该模型考虑了射孔密度对支撑剂铺置的影响，模型的缺陷为仅有一侧观察面。随后一段时间内，Brannon、Shokir、Woodworth、Dayan、国内温庆志和翟恒立等人也相继根据研究目标设计了平板模型，但该阶段模型的研究仍然停滞在小型、简单的单缝模型，模型研究并没有取得实质性的进步。

[0004] 随着致密气体积压裂技术的兴起，迫切需要进一步了解支撑剂在复杂多缝中的铺置状态。因此，国内外研究学者相继对多缝模型展开了研究，Sahai率先设计由主缝玻璃板和两个呈90°的从缝玻璃板组成的缝网结构时的支撑剂在单缝、分支缝中的运移铺置规律。西南石油大学李靓基于国内单缝模型，设计了一条主缝，两条分支裂缝与主缝平行(即主缝与分支裂缝呈0°)的多缝装置。但目前对于可视化支撑剂运移装置明显存在以下的不足和缺点：

[0005] 现有的可视化支撑剂运移装置的注入方式大多数仍是水平注入，而且注入的流速恒定，与现场实际情况不符；

[0006] 现有的可视化支撑剂运移装置高度恒定，然而实际上裂缝的高度从缝端到缝口是不断变化的，其研究成果难以真实反映支撑剂在裂缝中运移铺置情况；

[0007] （3）现有的可视化复杂裂缝支撑剂运移装置的分支缝只能在水平方向上调整角度，极大限制了分支缝角度的多样性；

[0008] （4）现有的可视化支撑剂运移装置大多数仍是光滑平整的，而真实裂缝形态是粗糙曲折的，以光滑平整的裂缝装置代替真实的粗糙曲折裂缝，忽略粗糙度的影响，难以真实得到支撑剂在粗糙裂缝中的运移铺置规律。

[0009] 综上所述，目前亟需一种支撑剂运移实验装置，以缩小室内试验与现场实际情况的差距，为支撑剂运移铺置研究提供可靠的实验数据。

发明内容

[0010] 本发明的目的是提供一种可调节多功能的支撑剂运移实验装置，这种可调节多功能的支撑剂运移实验装置用于解决现有支撑剂运移实验装置支撑剂注入方式是水平注入，而且支撑剂的流速恒定、分支缝角度单一、支撑剂运移装置内壁光滑平整以及只能模拟某一固定高度的裂缝中的支撑剂运移情况的问题。

[0011] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种可调节多功能的支撑剂运移实验装置包括供液罐、混砂罐、可视化裂缝网络系统、计算机处理系统，供液罐、混砂罐分别通过各自的管路连接可视化裂缝网络系统，可视化裂缝网络系统的出口与废液回收器的入口相连接；可视化裂缝网络系统包括支撑剂不同注入方式裂缝装置、高度可调裂缝装置和复杂裂缝装置；

[0012] 高度可调裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框具有模拟入口和模拟出口，可视化玻璃夹层框上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器，高度调节器由一根轴承和扭转器连接而成，轴承一端插入到可视化玻璃夹层框内且连接胶条，轴承另一端连接扭转器，扭转器位于可视化玻璃夹层框外，通过转动扭转器，调节胶条的高度；

[0013] 支撑剂不同注入方式裂缝装置包括可视化玻璃夹层框、螺旋射孔装置、螺旋射孔注入管，可视化玻璃夹层框具有模拟入口和2个模拟出口，可视化玻璃夹层框上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器；螺旋射孔装置为可视化圆环玻璃夹层框，固定且密封在可视化玻璃夹层框的正中心位置，螺旋射孔注入管有多根且呈360°均匀分布在管线上，螺旋射孔注入管连接在螺旋射孔装置里，可视化圆环玻璃夹层框内分隔出与多个与螺旋射孔注入管数量相等的弧形射孔腔，各弧形射孔腔分别与可视化玻璃夹层框相通，各螺旋射孔注入管分别与相应的弧形射孔腔相通，可视化玻璃夹层框正中心上方闸板阀门，闸板阀门打开时，支撑剂向两侧流动，分别从两侧的模拟出口注入高度可调裂缝装置和复杂裂缝装置，关闭时，支撑剂停止流出；混砂罐通过泵注罐‑A与螺旋射孔注入管数量相同的多根分流管线相连接，每根分流管线连接一个螺旋射孔注入管，每根分流管线上均配有流量监测计和流量控制计；供液罐通过泵注罐‑B且经第二出口管线连接螺旋射孔注入管。

[0014] 上述方案中螺旋射孔注入管有六个，分流管线有六个，螺旋射孔注入管连接在螺旋射孔装置里，在混砂罐第一出口阀门的一侧，六根分流管线连接在第二出口管线的尾部，每根分流管线通过小管线连接着一个螺旋射孔注入管，六根小管线被第二出口管线容纳；在供液罐第二出口阀门的一侧，一根第二出口管线连接着螺旋射孔注入管，通过泵注罐‑B控制支撑剂的流速，使每根螺旋射孔注入管里的支撑剂流速自由分配。

[0015] 上述方案中复杂裂缝装置包括一个垂直裂缝装置、两个次级裂缝装置和四个三次裂缝装置，垂直裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框内设置两个胶条，胶条的两侧连接着高度调节器；可视化玻璃夹层框前后正中心分别有一个倾角可调器，倾角可调器为透明的，每个倾角可调器连接一个次级裂缝装置，垂直裂缝装置的模拟入口与支撑剂不同注入方式裂缝装置的模拟出口连接，垂直裂缝装置模拟出口与一个高度可调裂缝装置的模拟入口相连接，垂直裂缝装置前后出口通过倾角可调器连接次级裂缝装置的模拟入口；

[0016] 次级裂缝装置为两个通过销轴连接的可视化玻璃夹层框，次级裂缝装置的每个可视化玻璃夹层框均设置一个倾角可调器，每个倾角可调器连接一个三次裂缝装置，次级裂缝装置的两侧出口分别通过相应的倾角可调器连接三级裂缝装置的模拟入口，次级裂缝装置的模拟出口和三级裂缝装置的模拟出口均连接废液回收器，每个模拟出口均配有一个流量监测计；

[0017] 三级裂缝装置为可视化玻璃夹层框。

[0018] 上述方案中可视化裂缝网络系统还包括粗糙裂缝装置，粗糙裂缝装置包括可视化玻璃夹层框、两块有机玻璃板，两块有机玻璃板的四周均设置不锈钢边框，平衡杆从四个角将可视化玻璃夹层框固定在两块有机玻璃板的正中间；可视化玻璃夹层框内设置两个胶条，胶条的两侧连接着高度调节器，可视化玻璃夹层框的前后两面被分为一百六十个粗糙阵列模块，粗糙阵列模块与粗糙阵列模块控制器相连接，通过扭转粗糙阵列模块控制器，粗糙阵列模块在视化玻璃夹层框的水平方向上前后移动，粗糙裂缝装置的出口与一个高度可调裂缝装置的入口相连接。

[0019] 上述方案中粗糙阵列模块由长方体有机玻璃和小长方体有机玻璃同轴设置构成，长方体有机玻璃中心贯穿了一块小长方体有机玻璃。

[0020] 上述方案中粗糙阵列模块控制器由螺栓和扭转器连接构成，螺栓与小长方体有机玻璃相连接，螺栓贯穿于扭转器，在水平方向上，螺栓控制着小长方体有机玻璃移动，扭转器控制着长方体有机玻璃移动，能够从多维度反映出真实地层的粗糙度情况。

[0021] 上述方案中可视化玻璃夹层框由两块透明有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框内构成。有益效果

[0022] 1、本发明可以模拟支撑剂不同注入方式对支撑剂运移铺置的影响，现有的支撑剂运移装置的支撑剂注入方式大多数都是水平注入，而且支撑剂的流速恒定。该装置以螺旋射孔为支撑剂的注入方式，360°全方位注入，不仅可以实现每个射孔里的支撑剂流速恒定，而且通过流量控制计，可以每个射孔里的支撑剂流速。这种注入方式能较真实反映地层中支撑剂运移铺置情况。

[0023] 2、本发明可以模拟不同高度的裂缝对支撑剂运移铺置的影响，由于裂缝的高度从缝端到缝口是不断变化的，但是现有的支撑剂运移装置大多数是高度固定，只能模拟某一固定高度的裂缝中的支撑剂运移情况。该装置通过高度调节器，控制有机玻璃板内的胶条高度，使支撑剂和压裂液可以沿倾斜面运移铺置。该装置所有主缝都配有高度调节器，为研究真实裂缝形态内的支撑剂运移情况，提供了一种专用设备。

[0024] 3、本发明可以模拟粗糙裂缝对支撑剂运移铺置的影响，现有的支撑剂运移装置大多数是平整光滑的，没有考虑支撑剂在地层中因裂缝粗糙而产生的摩擦力的影响。该装置通过粗糙阵列模块模拟真实裂缝中因裂缝粗糙度带来的影响，通过扭转粗糙阵列模块控制器，控制粗糙阵列模块在水平方向上移动。该装置对非常规页岩储层的粗糙裂缝中的支撑剂运移铺置规律研究，提供了理论基础和实验支撑。

[0025] 4、本发明可以模拟不同倾角裂缝对支撑剂运移铺置的影响，现有的大多数复杂裂缝支撑剂运移装置只能在水平面调整分支缝的角度，而不能调整沿不同高度扩展裂缝的角度。由于次级裂缝装置和三级裂缝装置是通过法兰连接在倾角可调器上，所以在水平方向上可以调整角度。该装置通过转动倾角可调器，可以旋转次级裂缝装置和三级裂缝装置，既可以模拟不同角度的垂直分支缝，又可以模拟不同角度的高度扩展裂缝。该装置可以根据实验需求，多角度调整分支缝装置，为研究非常规页岩储层中复杂裂缝提供了一种全新的设备。

[0026] 5、本发明是一种操作方便、能够模拟不同裂缝中的支撑剂运移情况、同时具有可调节多功能的支撑剂运移实验装置，能较真实的模拟裂缝中支撑剂在各种条件下的运移铺置情况，为现场实际施工提供更直接的参考数据。

附图说明

[0027] 图1是可调节多功能的支撑剂运移实验装置三维示意图

[0028] 图2是不同注入方式裂缝装置的正视图

[0029] 图3是螺旋射孔注入管的三维示意图

[0030] 图4是高度可调裂缝装置正视图

[0031] 图5是倾角可调裂缝装置的三维示意图

[0032] 图6是倾角可调裂缝装置的俯视图

[0033] 图7是倾角可调裂缝装置的侧视图

[0034] 图8是粗糙裂缝装置的三维示意图

[0035] 图9是粗糙裂缝装置中间两块有机玻璃板的正视图

[0036] 图10是粗糙裂缝装置的侧视图

[0037] 图中：1.混砂罐 2.供液罐 3.携砂液阀门 4.前置液阀门 5.第一出口阀门 6第二出口阀门 7.第一出口管线 8.第二出口管线 9.泵注罐‑A 10.泵注罐‑B 11.流量监测计12.分流管线 13.流量控制计 14.不同注入方式裂缝装置 15.闸板阀门 16.高度调节器
17.螺旋射孔装置 18.螺旋射孔注入管 19.高度可调裂缝装置 20.粗糙裂缝装置 21.粗糙阵列模块 22.粗糙阵列模块控制器 23.复杂裂缝装置 24.次级裂缝装置 25.三级裂缝装置 26.倾角可调器 27.废液回收器 28.计算机处理系统 29.不锈钢边框 30.胶条 31.平衡杆 32.电缆 33.弧形射孔腔。

具体实施方式

[0038] 结合图1‑10所示，这种可调节多功能的支撑剂运移实验装置，特征如下：供液罐2和混砂罐1的出口通过管路输送系统与泵注罐入口相连接，泵注罐的出口通过管路输送系统与可视化裂缝网络系统的入口相连接，可视化裂缝网络系统的出口与废液回收器27的入口相连接，计算机处理系统28通过电缆32与流量监测计11相连接。所述可视化裂缝网络系统包括支撑剂不同注入方式裂缝装置14、高度可调裂缝装置19、复杂裂缝装置23和粗糙裂缝装置20，所有装置都设有模拟出口和模拟入口，以四种不同裂缝形态模拟支撑剂运移铺置规律研究。

[0039] 所述支撑剂不同注入方式裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框的两块透明有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框29内，有机玻璃板内的上下端都有一根胶条30，胶条30的两侧连接着高度调节器16。支撑剂不同注入方式裂缝装置的螺旋射孔注入管
18分别与泵注罐‑A 9和注罐‑B 10的管线相连接，螺旋射孔注入管18连接在螺旋射孔装置
17里，螺旋射孔装置17在支撑剂不同注入方式裂缝装置的正中心位置，固定且密封在支撑剂不同注入方式裂缝装置的有机玻璃板中间。支撑剂不同注入方式裂缝装置正中心上方，有控制支撑剂流动方向的闸板阀门15，闸板阀门打开时，支撑剂向两侧流动，关闭时，支撑剂停止注入。在第一出口阀门5的一侧，有六根分流管线12连接在第二出口管线8的尾部，每根分流管线12里，有小管线连接着弧形射孔腔33，每根管线上都配有流量监测计11和流量控制计13，以监测和控制每根管线中支撑剂的流速。在第二出口阀门6的一侧，有一根管线连接着螺旋射孔注入管18，通过第二出口阀门一侧的泵注罐‑B控制支撑剂的流速，使每根螺旋射孔注入管里的支撑剂流速自由分配。支撑剂不同注入方式裂缝装置的两侧出口分别连接着复杂裂缝的入口和高度可调节装置的入口。

[0040] 所述高度调节器16为一根轴承和扭转器，通过转动扭转器，可以调节胶条的高度。

[0041] 所述螺旋射孔注入管18为六根注入管，360°均匀分布在管线上。

[0042] 所述螺旋射孔装置17为一块透明圆环有机玻璃板，透明圆环有机玻璃板固定在支撑剂不同注入方式裂缝装置内，透明圆环有机玻璃板的厚度与支撑剂不同注入方式裂缝装置的厚度一致，六块均等大小的弧形射孔腔固定在透明圆环有机玻璃板上。

[0043] 所述高度可调裂缝装置19包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框的两块有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框内，有机玻璃板内的上下端都有一根胶条，胶条30的两侧连接着高度调节器16。

[0044] 所述复杂裂缝装置23包括一个垂直裂缝装置、两个次级裂缝装置24和四个三次裂缝装置25。

[0045] 所述垂直裂缝装置包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框的两块透明有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框内，有机玻璃板内的上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器16。裂缝两侧正中心分别有一个透明有机玻璃倾角可调器26。垂直裂缝的入口与支撑剂不同注入方式裂缝装置的出口连接，水平出口与高度可调裂缝装置的出口相连接，两侧出口通过倾角可调器26连接次级裂缝装置24的入口。

[0046] 所述次级裂缝装置24为两个包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框两侧密封，在水平方向上，用法兰（销轴）连接，可以调整水平角度。次级裂缝的入口与倾角可调器26连接，出口与废液回收器27连接。每个次级裂缝装置的出口都配有一个流量监测计11，以监测出口支撑剂的流速。次级裂缝装置的一侧都设有一个倾角可调器26。因转动倾角可调器时，次级裂缝装置24和三级裂缝装置25会存在高度上的变化，次级裂缝装置和三级裂缝装置的出口连接废液回收器时，可用塑料软管。

[0047] 所述的三级裂缝装置25包括可视化玻璃夹层框，可视化玻璃夹层框的两块透明有机玻璃板的两侧密封，三级裂缝装置的入口通过次级裂缝装置的倾角可调器相连接，出口与废液回收器连接，每个三级裂缝装置25的出口都配有一个流量监测计，以监测出口支撑剂的流速。因转动倾角可调器时，次级裂缝装置24和三级裂缝装置25会存在高度上的变化，次级裂缝装置和三级裂缝装置的出口连接废液回收器时，可用塑料软管。

[0048] 所述粗糙裂缝装置20包括四块有机玻璃板，中间两块有机玻璃板固定并密封在不锈钢边框内构成可视化玻璃夹层框，有机玻璃板内的上下端都有一根胶条，胶条的两侧连接着高度调节器，中间两块玻璃板的两侧被分为一百六十个粗糙阵列模块21，粗糙阵列模块21与粗糙阵列模块控制器22相连接，通过扭转粗糙阵列模块控制器，粗糙阵列模块可以在中间两块有机玻璃板的水平方向上移动。在水平方向上，粗糙裂缝装置的四周边缘有四根贯穿两侧不锈钢边框的平衡杆31。粗糙裂缝装置的入口与高度可调裂缝装置的出口相连接，出口与与高度可调裂缝装置的入口相连接。

[0049] 所述粗糙阵列模块为长方体有机玻璃和小长方体有机玻璃，长方体有机玻璃中心贯穿了一块小长方体有机玻璃。

[0050] 所述粗糙阵列模块控制器为一根螺栓和扭转器，螺栓与小长方体有机玻璃相连接，螺栓贯穿于扭转器。在水平方向上，螺栓控制着小长方体有机玻璃移动，扭转器控制着长方体有机玻璃移动，能够从多维度反映出真实地层的粗糙度情况。

[0051] 所述管路输送系统包括携砂液阀门3、前置液阀门4、第一出口阀门5、第二出口阀门6、第一出口管线7、第二出口管线8、分流管线12、泵注罐‑A和泵注罐‑B。前置液阀门4设在供液罐连接的管线上，携砂液阀门3设在混砂罐连接的管线上，第一出口阀门5设在第一出口管线7上，分流管线12的入口设在泵注罐‑A出口的管线上，分流管线的出口连接着第二出口管线的尾部，同时六根分流管线通过第二出口管线8的尾部连接到螺旋射孔注入管18。第二出口阀门6设在第二出口管线8上，第二出口管线连接着泵注罐‑B，第二出口管线的尾部贯穿支撑剂不同注入方式裂缝装置。

[0052] 本发明的实验操作步骤如下：

[0053] 实施方法1：

[0054] 1）、确定裂缝模型，通过控制高度调节器16、粗糙阵列模块控制器22和倾角可调器26，调整好裂缝装置的高度、粗糙度和分支缝的角度；

[0055] 2）、设计试验方案，根据实验方案选择压裂液，支撑剂类型，支撑剂目数；

[0056] 3）、实验开始前，清洗装置内的沉沙和积液，确定装置内无残物；

[0057] 4）、配置前置液、携砂液，将携砂液与支撑剂按比例混合；

[0058] 5）、开始实验，先将供液罐2注入前置液，混砂罐1注入携砂液和支撑剂，打开前置液阀门3、第一出口阀门5和闸板阀门15，关闭第二出口阀门6和携砂液阀门3，泵注罐‑A9设置排量，待前置液把可视化裂缝网络系统充满，打开携砂液阀门3，携砂液流经分流管线12流向螺旋射孔注入管18，通过调整不同分流管线12上的流量控制计13，控制螺旋射孔注入管里的携砂液的流速；

[0059] 6）、泵送完毕，关闭泵注罐‑A9、前置液阀门4、携砂液阀门3和第一出口阀门5，待沙堤稳定后 ，观察沙堤形态，测量记录各参数；

[0060] 7）、清洗装置，打开连接在废液回收器27的模拟出口，用清水清洗，循坏若干次，直至清洗干净，实验结束，准备下一组。

[0061] 实施方法2：

[0062] 1）、确定裂缝模型，通过控制高度调节器16、粗糙阵列模块控制器22和倾角可调器26，调整好裂缝装置的高度、粗糙度和分支缝的角度；

[0063] 2）、设计试验方案，根据实验方案选择压裂液，支撑剂类型，支撑剂目数；

[0064] 3）、实验开始前，清洗装置内的沉沙和积液，确定装置内无残物；

[0065] 4）、配置前置液、携砂液，将携砂液与支撑剂按比例混合；

[0066] 5）、开始实验，先将供液罐2注入前置液，混砂罐1注入携砂液和支撑剂，打开前置液阀门4、第二出口阀门6和闸板阀门15，关闭第一出口阀门5和携砂液阀门3，泵注罐‑B10设置排量，待前置液把可视化裂缝网络系统充满，打开携砂液阀门3，携砂液经第二出口管线8流入螺旋射孔注入管18，每个螺旋射孔里的携砂液自由分配；

[0067] 6）、泵送完毕，关闭泵注罐‑B10、前置液阀门4、携砂液阀门3和第二出口阀门6，待沙堤稳定后，观察沙堤形态，测量记录各参数；

[0068] 7）、清洗装置，打开连接在废液回收器27的模拟出口，用清水清洗，循坏若干次，直至清洗干净，实验结束，准备下一组。

[0069] 以上所述，仅是本发明所考虑注入携砂液流速不同和相同的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上限制。本发明，不同的裂缝装置可以通过螺栓连接，方便拆卸，装置之间可以自由组合，可以根据实验需求，选择相对应的裂缝装置。依据本发明的技术实质，对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。