本发明公开了一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法及装置，应用于水平井，其中，所述增产改造方法包括：初次冻结步骤：冻结管柱下入井筒内，通过冻结管柱向井筒内注入制冷剂进行第一次冻结，焖井第一时间后，在井筒外形成第一冻结区域，取出冻结管柱；射孔步骤：射孔枪下入井筒内，射孔枪在第一冻结区域内进行射孔，射孔操作完成后取出射孔枪；再次冻结步骤：冻结管柱再次下入井筒内，向井筒内注入制冷剂，制冷剂流入射孔内进行再次冻结，焖井第二时间后，在井筒外形成第二冻结区域，取出冻结管柱；压裂施工步骤：压裂工具连接压裂管柱下入井筒内，在第二冻结区域内进行分段压裂增产作业。