本发明公开了一种液态二氧化碳循环致裂煤层气储层增透装置及方法，内耐压封孔器和外耐压封孔器均设置在压裂钻孔内，注浆管一端穿过外耐压封孔器处于内耐压封孔器和外耐压封孔器之间；所述空气压缩机的出口通过管路与多级冷凝器的进口连接，注液泵通过传输管与压裂管一端连接，压裂管另一端依次穿过外耐压封孔器和内耐压封孔器伸入压裂钻孔内，负温分流器和限流器装在传输管上，限流器其中一个端口通过回流管路及回流三通连接在空气压缩机和多级冷凝器之间的管路。本发明能对压裂钻孔的内部进行有效密封，同时能持续实现液态二氧化碳低温冻结、相变膨胀的双重致裂效果，最终有效提高煤层气储层渗透率。