本实用新型公开的复合空腔水冷式变径轧辊其辊体(1)的外部呈逐步变径椭圆锥型形状，内部为中空冷却腔(5)，冷却水进水口(2)和出水口(3)设置在辊体端部的轴承盖(4)上。本实用新型通过改进轧辊的冷却方式，在冷却轧辊时不会影响正在轧制的钢管温度，使得被轧制的钢管的每一个部位的温度得以保持相对恒定，确保了成品钢管的外径、内径、壁厚、椭圆度、光洁度的轧制精度，提高了轧制钢管的精度。由于轧辊的外部呈逐步变径椭圆锥型形状，使用时将三个这样的轧辊呈120°均匀分布且在轴向倾斜装配因此可以实现增壁减径轧制既轧制厚壁小直径无缝钢管；又可以减壁减径轧制即轧制薄壁小直径无缝钢管。减少了设备投入，节约了能源，降低了成本。