鉆井液除泥器的工作原理基于離心分離技術與重力沉降原理。在鉆井過程中，鉆頭破碎巖石產生大量巖屑，這些巖屑混入鉆井液后，若不及時清除，會影響鉆井液的密度、黏度等性能。除泥器利用旋流器作為核心分離部件，當攜帶巖屑的鉆井液以一定壓力沿切線方向進入旋流器后，會在旋流器內高速旋轉。在離心力的作用下，密度較大的固相顆粒（如泥質巖屑）被甩向旋流器內壁，并沿壁面螺旋向下運動，最終從底流口排出；而密度較小的鉆井液則形成內旋流，從旋流器頂部溢流口流出，實現固相顆粒與鉆井液的分離。同時，部分粒徑較大的顆粒還會通過重力沉降，在除泥器的沉淀池中進一步分離。
從結構上看，鉆井液除泥器主要由旋流器組、振動篩、給料泵、沉淀池以及連接管路等部分構成。旋流器組是除泥器的關鍵部件，其數量和規格根據處理量而定，通常由多個不同直徑的旋流器組合而成，以滿足不同粒徑固相顆粒的分離需求。振動篩則安裝在旋流器底流出口下方，用于對底流排出的固相顆粒進行二次篩分，進一步回收其中可能含有的有用鉆井液。給料泵負責將鉆井液以穩定的壓力輸送至旋流器，為分離過程提供動力。沉淀池用于收集振動篩篩出的固相顆粒，并對其進行初步沉淀處理。