本实用新型属于污水处理技术领域，尤其是涉及一种油水分离设备及方法。一种撬装式多级串联油水分离系统，主要由污水预处理装置、旋流分离装置、聚结沉降装置、过滤装置通过泵和管依次串联连接组成，根据污水处理过程中不同阶段含油粒度的特性，采用相应装置进行分级处理。本实用新型基于对油田污水的粒径分析，采用串联分级处理方式，根据不同阶段污水含油粒度，采用污水预处理、水力旋流、聚结板沉降、过滤等方法进行分级处理，提高油水分离效率，达到油田回注水标准；并进行撬装集成，适应小区块田、边缘油田、海上平台的含油污水处理要求，降低油水分离系统的运行成本。