本发明涉及一种针对海洋油性漂浮薄膜的智能取样无人船，包括船体、航行控制系统、动力系统，还包括取油去水装置，所述的取油去水装置包括安装在船舱外侧的取油器以及安装在船舱内的分油罐、抽水泵、排水泵，取油器插入海面下，取油器的排液管穿入船舱内与安装在船舱内的分流管连接，所述分流管通过多路分支管分别连接多个抽水泵的进口，多个抽水泵的出口分别连接多个分油罐的进口，多个分油罐的出口分别连接多个排水泵的进口，多个排水泵的出口共同连接一排水汇流管，该排水汇流管连接一排水总管的一端，该排水总管的另一端引至船舱外。本发明取油去水装置通过连续不断地进液、分油、排水，可提高油性样品的获取概率和数量。