本实用新型公开了一种粒径分级聚结式旋流器，包括壳体，在壳体中心设置有集油管，在集油管外侧依次同心设置有微粒径油相通道、小粒径油相通道、中粒径油相通道，上述各通道位于粒径分级室且高度由内向外依次降低；在壳体旋流腔的外部设置有螺旋流道，分隔板将所述螺旋流道的出口端分隔成外侧螺旋流道及内侧螺旋流道。本实用新型通过构建旋流器内部的粒径分级通道，促进不同粒径油滴间的聚结作用，可以有效提高细小油滴的分离效果，从而实现对不同粒径油滴均具有较高的分离效率。结构紧凑、占地面积小、成本低，既可应用于油田生产，又可应用于市政环保等其它领域。本实用新型结构有效解决了现有水力旋流器对细小油滴的去除效果差的问题。