石油射孔技术是石油勘探开发中一项关键的技术，它是油气井完井作业中重要的一个环节，对其进行改进可以有效的提高石油产量和出油效率。本文在现有外套复合射孔技术的基础上对其进行改进，提出串联外套式增效射孔这项新技术。本文以高能气体压裂原理以及聚能射孔作用机理为基础，设计了三种压裂药配方，并对三种配方药剂的能量示性数进行计算，选出配方三对其火药燃烧时间、火药燃气压力持续作用时间进行了理论分析和计算，确定了套筒的结构分级；并在套筒的结构设计中预设射流通道，在相邻套筒之间用延期药隔离以及在套筒外部添加助燃药，使得套筒可以尽可能的完全燃烧并延长燃烧时间。通过测试三种配方压裂药的燃速，结果表明配方三达到了低速爆轰要求，具有稳定的能量输出，能满足射孔要求，与计算结果吻合较好。将设计套筒用于油井试验，通过常规射孔、复合射孔、串联外套式增效射孔三种射孔方式的井下实时数据检测，测得P-T曲线，结果表明：串联外套式射孔技术在射孔后压力保持在60MPa之上的压裂持续时间明显长于其它两种，能够更好的对地层进行压裂，基本达到了增效的目的，为石油射孔增效器的研发提供了一定的参考。