本发明涉及石油开采技术领域中的一种高效超声波油层处理系统，包括地面系统、专用线缆和井下系统，地面系统包括通过转换开关交替切换连接的直流转换柜和磁定位控制器，所述转换开关的另一端依次连接有滑环和电缆盘，电缆盘上绕装有专用线缆，专用线缆输送至井下与井下系统连接，所述井下系统依次包括马龙头、磁定位器、井下功率逆变系统和换能器；直流转换柜将交流电转换为高压直流电经专用线缆传输至井下的功率逆变系统；功率逆变系统将高压直流电转换为高频交流脉冲电供给井下的换能器，所述换能器通过电声转换产生大功率超声波用于油层解堵。本发明的系统采用直流传输动力电源，降低无功损耗，提高系统效率，进一步提高超声波解堵处理油层的能力。