本实用新型公开了一种油田三元污水处理装置，该装置包括油水分离和初净化两级处理单元，油田三元污水经油水分离单元处理后通过输水管道送往初净化单元，在从油水分离单元到初净化单元的输水管路上设置有投药装置；两级处理单元均为水平方向从内到外三层筒状结构，其中油水处理单元分为油水分离区、污油区和水区，初净化单元分为沉降区、浮渣缓冲区和清水区；油田三元污水经油水分离单元除油后，被送往初净化单元做去除悬浮物处理，最后排出。本实用新型通过设置两级污水处理单元后，很好地解决了油田三元污水净化的问题，消除了当今在油田实施化学三元复合驱油工艺的后顾之忧。