鉆井除泥器基于離心沉降原理和篩分過濾原理結合工作，核心部件為 “除泥旋流器” 和 “振動篩（又稱除泥篩）”，兩者協同完成細微固相的分離，具體流程如下：
鉆井液入料：經上游設備（如鉆井除砂器）初步凈化后的鉆井液，通過高壓泵以一定壓力（通常 0.2-0.4MPa）輸送至除泥器的進料分配器，分配器將鉆井液均勻分配至多個并聯的除泥旋流器內。
旋流器離心分離：鉆井液進入除泥旋流器后，沿旋流器內壁高速旋轉（轉速可達數千轉 / 分鐘），產生強烈的離心力場。在離心力作用下，鉆井液中密度較大的細微固相顆粒（如 2-74μm 的泥質顆粒）被甩向旋流器內壁，沿壁面螺旋向下運動，最終從旋流器底部的 “底流口” 排出，形成含固量高的 “底流砂漿”；而密度較小的潔凈鉆井液（即 “溢流液”）則向旋流器中心聚集，形成向上的螺旋流，從頂部的 “溢流口” 排出。
振動篩二次過濾：從旋流器底流口排出的底流砂漿，直接落入下方的振動篩（除泥篩）。振動篩通過電機驅動產生高頻振動（振動頻率通常為 1500-3000 次 / 分鐘），利用篩網的精細孔徑（常見篩網目數為 150-325 目，對應孔徑約 48-96μm），進一步過濾底流砂漿中的細微固相 —— 固相顆粒被截留在篩網上，隨振動逐漸從篩網一端排出（成為 “廢泥渣”）；而砂漿中殘留的少量鉆井液則透過篩網，與旋流器溢流口排出的潔凈鉆井液匯合，重新返回鉆井液循環系統，實現鉆井液的回收利用。