鉆井液除砂器的工作核心基于“離心沉降”原理，通過將鉆井液的壓力能轉化為旋轉動能，利用密度差實現砂粒與鉆井液的分離，整個過程分為三個關鍵階段：
首先是進料加壓階段，經一級凈化設備（振動篩）預處理后的鉆井液，由專用砂泵以0.2-0.3MPa的壓力、5-8m/s的流速，沿旋流器圓柱體的切向進料口送入設備內部，瞬間形成高速旋轉的渦流場。其次是離心分離階段，鉆井液在旋流器內沿筒壁做螺旋運動，產生100-300倍于重力的離心加速度——密度較大的砂粒、巖屑在強大離心力作用下被甩向筒壁，沿錐形筒壁持續向下沉降；而密度較小的潔凈鉆井液則向中心軸聚集，形成上升的“內螺旋流”。是分級排放階段，砂粒等固相雜質從旋流器底流口排出，形成“傘狀噴霧”形態的稠漿（若呈柱狀則需調整壓力），經收集后返回振動篩二次處理；凈化后的鉆井液則從頂部溢流口排出，進入下一級除泥器進行精凈化。