本发明涉及一种基于功率超声波的原油改质装置。该装置包括至少一个超声聚能组，所述超声聚能组包括多个环绕原油管道周向分布的变幅杆式超声波换能器，每个所述变幅杆式超声波换能器均包括换能单元、超声波变幅杆和超声波工具头，所述超声波变幅杆一端与所述换能单元连接，另一端与所述超声波工具头连接，所述超声波工具头伸入所述原油管道内。利用超声波场使原油不断发生着空化泡的生长和破裂，在空化泡破裂的瞬间形成局部高压并释放巨大能量，产生局部高温和高速微射流，使得原油分子中的化学键发生断裂，大分子链向小分子链转化，破坏了胶质、沥青质单元体之间的缔合结构，从而促使胶质、沥青质转化，实现原油改质。