本发明提供了一种油田伴生气回收液环多级压缩机系统和方法，该系统包括N组由前到后、相互串联的单级液环压缩机组，N≥2；每一组单级液环压缩机组均包括液环压缩机、汽水分离器、换热器和控制模块；汽水分离器内设有隔板，将汽水分离器的下部分隔为回水腔和排油腔，回水腔的一侧设有回水腔液位变送器，排油腔的一侧设有排油腔液位变送器，排油腔出口处设有自动开关阀门；液环压缩机的排气口与汽水分离器的吸入口连通，回水腔的排水口与换热器的进水口连通，换热器的出水口与液环压缩机的供水口连通。本发明油田伴生气回收液环多级压缩机系统抽气量大、安全可靠、节能环保，能满足不同的油田工况需求。