CN108120668A - 一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置及测试方法 - Google Patents

一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置及测试方法 Download PDF

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马辉运
杨建�
彭钧亮
韩慧芬
王业众
王良
闵建
刘俊辰
王斌
王晓娇
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Abstract

本发明公开了一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置及测试方法，属于油气井压裂增产领域。该装置包括：支撑剂存储件，支撑剂存储件包括相连通的存储部和输出部，存储部上设置有阀门，输出部的长度可调。透明的可视化裂缝件，设置在支撑剂存储件的下方，可视化裂缝件上设置有与输出部的出口相连通的模拟裂缝。数据采集及处理装置，用于实时采集待测支撑剂在模拟裂缝中形成的砂堤的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出并作为待测支撑剂的缝内摩擦系数。该装置能够高效、准确地获取支撑剂在裂缝内的摩擦系数，便于评价不同种类的支撑剂在裂缝内运动时的摩擦力大小及支撑剂的圆球度，为油气井压裂施工对支撑剂的选择提供技术支持。

Description

一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及油气井压裂增产领域，特别涉及一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置及测试方法。
背景技术
压裂增产是低渗透油气井开采增产的重要措施。在压裂施工时，需要压裂液将支撑剂携带进入压裂地层的裂缝中，以保证在压裂施工后裂缝不因地层的应力释放而闭合，从而油气可由裂缝进入油气井内，使油气的产量提高。近年来，主要使用大排量、低粘度、低砂比的滑溜水作为压裂液的体积压裂技术，但滑溜水的携砂性能差，支撑剂的沉降速度快，导致前期泵入的支撑剂快速沉降在近井地带的裂缝底部，并形成砂堤，在大量滑溜水的作用下，后期泵入的支撑剂在砂堤上向前滚动及推进。上述过程中，支撑剂之间相互摩擦，如果支撑剂间的摩擦系数大时，则易导致大量支撑剂堆积在近井地带，而当支撑剂间的摩擦系数小时，则利于支撑剂向裂缝深部运移，从而能有效地在裂缝深部形成高导流能力的裂缝。所以，对于某一种支撑剂来说，在将其用于压裂施工之前，如果能评价其在体积压裂的裂缝内的相互摩擦系数，将能够对后续体积压裂施工设计提供有力的实验支撑。
现有技术通过使用一种可以测量固体物料之间的摩擦系数的装置来评价支撑剂的缝内摩擦系数，该装置包括台架、固定在台架上的下料框、设置在下料框上的上料框，下料框外侧壁上设置有托料板，上料框和下料框的内腔垂直贯通，形成物料填充腔。该装置还包括设置在上料框顶部的压料盖及压料重物、固定在台架上的滑轮支架及导向滑轮、拉绳，拉绳绕过导向滑轮，拉绳的一端与上料框的外侧壁连接，另一端挂有牵拉重物。采用该装置进行测量时，上料框在牵拉重物的拉力下移动，与下料框之间发生位移，实现了上下料框物料间的相对运动，通过两料框处于满载和空载下的移动所需拉力的差值来测定物料间的内摩擦力，然后根据摩擦力计算公式，得出物料的内摩擦系数。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的装置只能测量支撑剂在大体积空间内的相互运动的摩擦系数，不能测量支撑剂在裂缝内相互运动的摩擦系数。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够测量支撑剂在裂缝内的摩擦系数的装置及测试方法。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置，所述装置包括：支撑剂存储件，所述支撑剂存储件包括相连通的存储部和输出部，所述存储部上设置有阀门，所述输出部的高度可调；透明的可视化裂缝件，设置在所述支撑剂存储件的下方，所述可视化裂缝件上设置有与所述输出部的出口相连通的模拟裂缝；数据采集及处理装置，用于实时采集待测支撑剂在所述模拟裂缝中形成的砂堤的高度和宽度，并获取所述高度与1/2的所述宽度的比值，输出并作为所述待测支撑剂的缝内摩擦系数。
具体地，作为优选，所述装置还包括支架，所述支架包括竖直支柱；与所述竖直支柱的上部垂直连接的上水平连接部；与所述竖直支柱的下部垂直连接的下水平连接部；所述上水平连接部在所述竖直支柱上的位置可调；所述存储部固定在所述上水平连接部上，所述可视化裂缝件设置在所述下水平连接部上，并与竖直设置的所述输出部相对。
具体地，作为优选，所述上水平连接部包括连接杆和固定圈；所述连接杆的一端与所述竖直支柱垂直连接，所述连接杆的另一端与所述固定圈的侧壁连接，所述存储部固定在所述固定圈内。
具体地，作为优选，所述竖直支柱沿长度方向设置有多个内螺纹孔，所述连接杆的端部侧壁上也设置有一个对应的内螺纹孔，通过使用螺栓组件将所述连接杆的端部固定在所述竖直支柱上。
具体地，作为优选，所述连接杆一端设置有间隙套装在所述竖直支柱上的圆弧板，所述圆弧板上设置有螺纹孔，通过使用螺栓穿过所述螺纹孔并与所述竖直支柱相抵，使所述上水平连接部固定在所述竖直支柱上。
具体地，作为优选，所述存储部呈漏斗状结构，所述输出部为玻璃圆管，所述输出部的上端套设在所述存储部的颈部内。
具体地，作为优选，所述可视化裂缝件包括两块透明的有机玻璃，两块所述有机玻璃垂直放置在所述下水平连接部上并且平行相对，以形成方形的所述模拟狭缝；所述模拟裂的宽度为1-10mm。
具体地，作为优选，所述数据采集及处理装置包括摄像机、与所述摄像机电连接的数据处理装置。
第二方面，本发明实施例提供利用上述装置测试支撑剂的缝内摩擦系数的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤a、在阀门关闭的条件下，将预定量的待测支撑剂置于存储部中，开启数据采集及处理装置。
步骤b、打开所述阀门，所述待测支撑剂由输出部进入模拟裂缝中，并在所述模拟裂缝的底部堆积形成砂堤，所述数据采集及处理装置实时采集所述砂堤的高度和宽度，并获取所述高度与1/2的所述宽度的比值，输出作为所述待测支撑剂的缝内摩擦系数。
具体地，作为优选，所述方法还包括，对不同密度的待测支撑剂的缝内摩擦系数测试：
在进行所述步骤a之前，首先确定不同的待测支撑剂的密度，然后根据所述密度调整所述输出部的高度，进而确定所述存储部与所述模拟裂缝底部之间的间距，以使每种所述待测支撑剂进入所述模拟裂缝底部时的速度一致。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置，通过设置透明的可视化裂缝件及其模拟裂缝，便于模拟支撑剂进入油气井底部的压裂缝内的状态，以使数据采集及处理装置采集待测支撑剂形成的砂堤的高度和宽度，处理并输出待测支撑剂的缝内摩擦系数。通过设置支撑剂存储件及阀门，便于控制预定量的支撑剂能否进入模拟裂缝内。通过设置高度可调的输出部，便于调整存储部与模拟裂缝底部的间距，以减少测量不同支撑剂的缝内摩擦系数的误差。通过设置数据采集及处理装置，便于实时采集待测支撑剂形成的砂堤的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，以高效、精确地输出待测支撑剂的缝内摩擦系数。可见，本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置能够高效、准确地获取支撑剂在裂缝内的摩擦系数，便于评价不同种类的支撑剂在裂缝内运动时的摩擦力大小及支撑剂的圆球度，为油气井压裂施工对支撑剂的选择提供技术支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的可视化裂缝件上的模拟裂缝的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的包括支架的测试装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的支架的上水平连接部的俯视图。
其中，附图标记分别表示：
1 支撑剂存储件，
101 存储部，
102 输出部，
103 阀门，
2 可视化裂缝件，
201 模拟裂缝，
3 数据采集及处理装置，
301 摄像机，
302 数据处理装置，
4 支架，
401 竖直支柱，
402 上水平连接部，
4021 连接杆，
4022 固定圈，
403 下水平连接部，
5 砂堤。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语给出定义。
在本发明实施例中，支撑剂的“缝内摩擦系数”是指每个支撑剂颗粒在裂缝内滚动时，与周围的支撑剂颗粒之间的摩擦系数，可用于评价支撑剂颗粒在裂缝内运动时的摩擦力大小及支撑剂的圆球度，支撑剂在裂缝内滚动的越远，则其摩擦系数越小，因此可将支撑剂的缝内摩擦系数定义为在模拟裂缝中形成砂堤的高度与1/2的宽度的比值。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，本发明实施例提供了一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置，如附图1所示，该装置包括：支撑剂存储件1，支撑剂存储件1包括相连通的存储部101和输出部102，存储部101上设置有阀门103，输出部102的高度可调；透明的可视化裂缝件2，设置在支撑剂存储件1的下方，可视化裂缝件2上设置有与输出部102的出口相连通的模拟裂缝201，参见附图2；数据采集及处理装置3，用于实时采集待测支撑剂在模拟裂缝201中形成的砂堤5的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出并作为待测支撑剂的缝内摩擦系数。
以下就本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置的使用方法给予描述：
在评价待测支撑剂的缝内摩擦系数时，首先确定待测支撑剂的密度，然后调整支撑剂存储件1的输出部102的长度，使存储部101与下方的可视化裂缝件2的模拟裂缝201底部的间距为预设间距，以使进入模拟裂缝201底部的不同待测支撑剂的速度相同，减少对不同支撑剂的缝内摩擦系数测量及评价的误差。然后关闭阀门103，打开数据采集及处理装置3，将预定量的待测支撑剂置于存储部101中，打开阀门103，支撑剂由输出部102进入模拟裂缝201内，随着进入的支撑剂的增多，支撑剂在模拟裂缝201内形成砂堤5，直至待测支撑剂全部进入模拟裂缝201内。与此同时，数据采集及处理装置3实时采集砂堤5的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出并作为待测支撑剂的缝内摩擦系数。
基于上述可知，本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置，通过设置透明的可视化裂缝件2及其模拟裂缝201，便于模拟支撑剂进入油气井底部的压裂缝内的状态，以使数据采集及处理装置3采集待测支撑剂形成的砂堤5的高度和宽度，处理输出待测支撑剂的缝内摩擦系数。通过设置支撑剂存储件1及阀门103，便于控制预定量的支撑剂能否进入模拟裂缝201内。通过设置高度可调的输出部102，便于调整存储部101与模拟裂缝201底部之间的间距，以减少测量不同支撑剂的缝内摩擦系数的误差。通过设置数据采集及处理装置3，便于实时采集待测支撑剂形成的砂堤5的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，以高效、精确地输出待测支撑剂的缝内摩擦系数。可见，本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置能够高效、准确地获取支撑剂在裂缝内的摩擦系数，便于评价不同种类的支撑剂在裂缝内运动时的摩擦力大小及支撑剂的圆球度，为油气井压裂施工对支撑剂的选择提供技术支持。
具体地，本发明实施例提供的评价装置还包括支架4，如附图3所示，该支架4包括竖直支柱401，与竖直支柱401的上部垂直连接的上水平连接部402，与竖直支柱401的下部垂直连接的下水平连接部403，上水平连接部402在竖直支柱401上的位置可调；存储部101固定在上水平连接部402上，可视化裂缝件2设置在下水平连接部403上，并与竖直设置的输出部102相对。该支架4的结构简单，便于将支撑剂存储件1固定在可视化裂缝件2的上方，避免了支撑剂存储件1的输出部102的出口偏离模拟裂缝201，且上水平连接部402在竖直支柱401上的位置可调，便于与高度可调的输出部102相配合，以使存储部101与模拟裂缝201的底部之间的间距为预设间距。
具体地，如附图4所示，上水平连接部402包括连接杆4021和固定圈4022，其中，连接杆4021的一端与竖直支柱401垂直连接，连接杆4021的另一端与固定圈4022的侧壁连接，存储部101固定在固定圈4022内。如此设置上水平连接部402的结构，便于将支撑剂存储件1固定在上水平连接部402上，或将支撑剂存储件1从上水平连接部402上取下，且不影响调整输出部102的高度。
具体地，上水平连接部402与竖直支柱401可调的连接方式可通过多种方式实现，作为一种实施方式，竖直支柱401沿长度方向设置有多个内螺纹孔，连接杆4021的端部侧壁上也设置有一个对应的内螺纹孔，通过使用螺栓组件将连接杆4021的端部固定在竖直支柱401上，便于调整上水平连接部402在竖直支柱401上的位置，以固定调整高度后的支撑剂存储件1，使存储部101与模拟裂缝201底部之间为预设间距。其中，螺栓组件包括螺栓及与螺栓配套的螺母，螺栓顺次穿过竖直支柱401及连接杆4021端部的内螺纹孔，然后螺母锁紧螺栓的端部，以将连接杆4021固定在竖直支柱401上。作为另一种实施方式，连接杆4021一端设置有间隙套装在竖直支柱401上的圆弧板，圆弧板上设置有螺纹孔，通过使用螺栓穿过螺纹孔并与竖直支柱401相抵，使上水平连接部402固定在竖直支柱401上。该方式可使连接杆4021固定在竖直支柱401上的任意位置，调整方式简单，可作为优选方式。其中，下水平连接部403呈板状结构，以便于可视化裂缝件2放置在下水平连接部403上。作为再一种实施方式，可使竖直支柱401为螺杆结构，在连接杆4021一端设置与竖直支柱401螺纹连接的螺母头，通过旋转该螺母头，来调整连接杆4021在竖直支柱401上的位置。
具体地，在本发明实施例中，如附图1所示，支撑剂存储件1的存储部101呈漏斗状结构，输出部102为玻璃圆管，输出部102的上端套设在存储部101的颈部内。其中，漏斗状的存储部101包括相连通的上部的空心锥形体及下部的长颈部，输出部102的上端通过摩擦力套设在长颈部内，通过调整输出部102在长颈部内的高度，可改变存储部101与模拟狭缝201的底部之间的间距。此外，玻璃圆管输出部102与存储部101的颈部之间还可以设置弹性圈，当输出部102与存储部101的颈部之间相对运动时，弹性圈处于压缩状态，当输出部102与存储部101的颈部之间位置不变时，弹性圈恢复原状，以将输出部102与存储部101的颈部之间的缝隙密封，使两者固定。需要说明的是，如附图4所示，当支架4的上水平连接部402包括上述相连接的连接杆4021和固定圈4022时，固定圈4022的内径小于漏斗状结构存储部101的最大外径，以使存储部101穿入并固定在固定圈4022内。
具体地，在本发明实施例中，可视化裂缝件2包括两块透明的有机玻璃，两块有机玻璃垂直放置在下水平连接部403上并且平行相对，以形成方形的模拟裂缝201，参见附图2；模拟裂缝201的宽度为1-10mm。该可视化裂缝件2的结构简单，容易获取，便于移动，模拟裂缝201的宽度容易调整。其中，模拟裂缝201的宽度为两块有机玻璃之间的间距，将模拟裂缝201的宽度设置为1-10mm，例如可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等，便于模拟实际油气井压裂的裂缝的宽度，以更精确地评价用于油气井压裂的裂缝中的支撑剂的内摩擦系数。为了便于可视化裂缝件2牢固地固定在下水平连接部403上，可在下水平连接部403上设置与可视化裂缝件2相配合的凹槽，以保证支撑剂在进入模拟裂缝201的过程中，可视化裂缝件2的位置保持不变。
具体地，在本发明实施例中，如附图1及附图3所示，数据采集及处理装置3包括摄像机301、与摄像机301电连接的数据处理装置302，其中，摄像机301可以采集支撑剂形成的砂堤5的高度和宽度，数据处理装置302可对砂堤5的高度和宽度进行处理，以获取高度与1/2的宽度的比值，并输出作为待测支撑剂的缝内摩擦系数，采用数据采集及处理装置3可方便地获取高精度支撑剂的缝内摩擦系数。
第二方面，本发明实施例提供了利用上述装置测试支撑剂的缝内摩擦系数的方法，该方法包括以下步骤：
步骤101、将支撑剂存储件1的输出部102的出口与下方的可视化裂缝件2上的模拟裂缝201连通，关闭阀门103，然后将预定量的待测支撑剂置于存储部101中，开启数据采集及处理装置3。
步骤102、打开阀门103，待测支撑剂由输出部102进入模拟裂缝201中，并在模拟裂缝201的底部堆积形成砂堤5，数据采集及处理装置3实时采集砂堤5的高度和半宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出作为待测支撑剂的缝内摩擦系数。
上述测量支撑剂的缝内摩擦系数的方法简单、精确度高，便于选择内摩擦系数低的支撑剂应用于油气井压裂施工中。
具体地，在步骤101中，在阀门103关闭的条件下，将预定量的待测支撑剂置于存储部101中，开启数据采集及处理装置3，以便于后期数据采集及处理装置3采集待测支撑剂在模拟裂缝201中形成的砂堤5的高度和宽度，以便于后期获取待测支撑剂的缝内摩擦系数。
具体地，在步骤102中，打开阀门103，支撑剂进入模拟裂缝201中并形成砂堤5，数据采集及处理装置3中的摄像机301采集形成的砂堤5的高度和宽度，由数据处理装置302获取高度与1/2的宽度的比值，输出待测支撑剂的缝内摩擦系数。采用摄像机301采集的砂堤5的高度及宽度的精确度高，便于数据处理装置302准确地输出支撑剂的内摩擦系数。
具体地，本发明实施例提供的测试支撑剂的缝内摩擦系数的方法还包括，对不同密度的待测支撑剂的缝内摩擦系数测试：
在进行步骤a之前，首先确定不同的待测支撑剂的密度，然后根据密度调整输出部102的高度，进而确定存储部101与模拟裂缝201底部之间的间距，以使每种待测支撑剂进入模拟裂缝201底部时的速度一致，以减少测量误差。进一步地进行步骤101和102，最终高精度地获取不同密度的待测支撑剂的缝内摩擦系数，根据缝内摩擦系数的大小选择相适宜的支撑剂用于油气井压裂施工中。
其中，存储部101与模拟裂缝201之间的预设间距可通过以下公式来调整：
其中，h为存储部101与模拟裂缝201底部之间的预设间距，单位为cm；k为常数，单位为g/cm2；ρ为支撑剂的密度，单位为g/cm3。
其中，k值可根据不同长度及宽度的模拟裂缝201、支撑剂的质量、输出部102的出口大小等因素来确定。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种支撑剂的缝内摩擦系测试装置，如附图3及附图4所示，该装置包括：由漏斗状存储部101及玻璃圆管输出部102组成的支撑剂存储件1，并且漏斗状存储部101下部设置有阀门103。由两块平行相对设置的宽度为30cm，长度为10cm的有机玻璃构成的可视化裂缝件2，设置在支撑剂存储件1的下方，其模拟裂缝201的宽度为6mm。数据采集及处理装置3，用于实时采集待测支撑剂在模拟裂缝201中形成的砂堤5的高度和宽度，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出作为待测支撑剂的缝内摩擦系数。支架4，支架4的上水平连接部402和下水平连接部403分别与竖直支柱401的上部和下部垂直连接，上水平连接部402包括相连的连接杆4021和固定圈4022，连接杆4021的一端设置有套装在竖直支柱401上的圆弧板，通过使用螺栓穿过圆弧板上的螺纹孔并与竖直支柱401相抵，可使上水平连接部402固定在竖直支柱401上，下水平连接部403支撑可视化裂缝件2。
实施例2
本实施利用实施例1提供的装置，测量石英砂支撑剂及陶粒支撑剂的缝内摩擦系数，以评价这两种支撑剂中哪种更适用于油气井压裂施工。其中，石英砂支撑剂的密度为2.5g/cm3，陶粒支撑剂的密度为3.0g/cm3，具体评价过程如下：
当支撑剂为石英砂时，根据石英砂的密度及以下公式(1-1)，确定支撑剂存储件1的存储部101与模拟裂缝201的间距为20cm。其中，存储部101与模拟裂缝201之间的预设间距的计算公式如下：
其中，h为存储部101与模拟裂缝201底部之间的预设间距，单位为cm；k为50，单位为g/cm2；ρ为支撑剂的密度，单位为g/cm3。
进一步地调整存储部101与模拟裂缝201底部之间的间距为20cm，并将输出部102的出口与下方的模拟裂缝201连通；然后关闭阀门103，取100ml石英砂支撑剂置于漏斗状的存储部101中，开启数据采集及处理装置3，打开阀门103，石英砂支撑剂进入模拟裂缝201内，并形成砂堤5。数据采集及处理装置3采集石英砂支撑剂形成的砂堤5的高度为8cm，宽度为26cm，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出石英砂支撑剂的内摩擦系数为0.615。
重复上述步骤，测量陶粒支撑剂的，与上述步骤的不同之处在于将存储部101与模拟裂缝201的间距调整为16.7cm，最后数据采集及处理装置3获取陶粒支撑剂形成的最终砂堤5的高度为7cm，宽度为30cm，并获取高度与1/2的宽度的比值，输出陶粒支撑剂的内摩擦系数为0.467。
由上述结果可知，陶粒支撑剂的内摩擦系数小于石英砂支撑剂的内摩擦系数，陶粒支撑剂在裂缝内的相互摩擦影响较小，有利于向油气井压裂缝的深处移动。可见，本发明实施例提供的支撑剂的缝内摩擦系数测试装置能够用于测量及评价不同种类的支撑剂的缝内摩擦系数，便于油气井压裂工程选择合适的支撑剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支撑剂的缝内摩擦系数测试装置，其特征在于，所述装置包括：支撑剂存储件(1)，所述支撑剂存储件(1)包括相连通的存储部(101)和输出部(102)，所述存储部(101)上设置有阀门(103)，所述输出部(102)的高度可调；
透明的可视化裂缝件(2)，设置在所述支撑剂存储件(1)的下方，所述可视化裂缝件(2)上设置有与所述输出部(102)的出口相连通的模拟裂缝(201)；
数据采集及处理装置(3)，用于实时采集待测支撑剂在所述模拟裂缝(201)中形成的砂堤(5)的高度和宽度，并获取所述高度与1/2的所述宽度的比值，输出并作为所述待测支撑剂的缝内摩擦系数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括支架(4)，所述支架(4)包括竖直支柱(401)；
与所述竖直支柱(401)的上部垂直连接的上水平连接部(402)；
与所述竖直支柱(401)的下部垂直连接的下水平连接部(403)；
所述上水平连接部(402)在所述竖直支柱(401)上的位置可调；
所述存储部(101)固定在所述上水平连接部(402)上，所述可视化裂缝件(2)设置在所述下水平连接部(403)上，并与竖直设置的所述输出部(102)相对。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上水平连接部(402)包括连接杆(4021)和固定圈(4022)；
所述连接杆(4021)的一端与所述竖直支柱(401)垂直连接，所述连接杆(4021)的另一端与所述固定圈(4022)的侧壁连接，所述存储部(101)固定在所述固定圈(4022)内。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述竖直支柱(401)沿长度方向设置有多个内螺纹孔，所述连接杆(4021)的端部侧壁上也设置有一个对应的内螺纹孔，通过使用螺栓组件将所述连接杆(4021)的端部固定在所述竖直支柱(401)上。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述连接杆(4021)一端设置有间隙套装在所述竖直支柱(401)上的圆弧板，所述圆弧板上设置有螺纹孔，通过使用螺栓穿过所述螺纹孔并与所述竖直支柱(401)相抵，使所述上水平连接部(402)固定在所述竖直支柱(401)上。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储部(101)呈漏斗状结构，所述输出部(102)为玻璃圆管，所述输出部(102)的上端套设在所述存储部(101)的颈部内。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可视化裂缝件(2)包括两块透明的有机玻璃，两块所述有机玻璃垂直放置在所述下水平连接部(403)上并且平行相对，以形成方形的所述模拟狭缝(201)；
所述模拟裂缝(201)的宽度为1-10mm。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据采集及处理装置(3)包括摄像机(301)、与所述摄像机(301)电连接的数据处理装置(302)。
9.利用权利要求1-8任一项所述的装置测试支撑剂的缝内摩擦系数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤a、在阀门(103)关闭的条件下，将预定量的待测支撑剂置于存储部(101)中，开启数据采集及处理装置(3)；
步骤b、打开所述阀门(103)，所述待测支撑剂由输出部(102)进入模拟裂缝(201)中，并在所述模拟裂缝(201)的底部堆积形成砂堤(5)，所述数据采集及处理装置(3)实时采集所述砂堤(5)的高度和宽度，并获取所述高度与1/2的所述宽度的比值，输出作为所述待测支撑剂的缝内摩擦系数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，对不同密度的待测支撑剂的缝内摩擦系数测试：
在进行所述步骤a之前，首先确定不同的待测支撑剂的密度，然后根据所述密度调整所述输出部(102)的高度，进而确定所述存储部(101)与所述模拟裂缝(201)底部之间的间距，以使每种所述待测支撑剂进入所述模拟裂缝(201)底部时的速度一致。
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