本发明公开了一种旋流油水分离的实验系统及其实验方法，其包括搅拌罐、旋流管、旋流管支撑腔、储油罐、储水罐、柱塞泵、电子流量计、压力变送器、数据采集箱、阀门、取样口和连接管线。搅拌罐用于原油和水的充分混合，以模拟实际油水分离前的混合情况，旋流管通过旋流离心作用使油水分离，旋流管支撑罐内可同时并联放置多根旋流管，与排油管线直接相连，一一对应，分别由取样口取样分析实验数据，数据采集箱实时监测压力和排量，实验由阀门控制流体的流向，由柱塞泵提供流体动力，实验结束后将储油罐和储水罐内的原油和水重新输送至搅拌罐，实现重复利用，在保证实验条件一致性和实验结果准确性的同时，节省实验成本及时间，提高实验效率。