本实用新型公开了一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括模拟井筒、实验岩心、岩心夹持器和压裂泵，实验岩心设于岩心夹持器内且开有孔，模拟井筒设于实验岩心的孔内，模拟井筒包括内筒和外筒，外筒内设有内螺纹，内筒上设有外螺纹，同时外筒上还设有多个外出水孔，内筒上设有内出水孔，内筒连接压裂泵，外筒上部设有卡槽组，卡槽组中设有数个卡槽，同时还设有与卡槽匹配的卡板。本实用新型通过设置卡板和卡槽，使得井筒固定于岩心夹持器上，整个实验过程更加安全，安装过程也更加快速、方便，节约时间；还可以根据实验岩心内孔的深度调节井筒的安装长度；通过设置排水管，能够观察到压裂液的排出情况，同时还能够在压裂试验后进行驱替实验。