鉆井除泥器主要基于離心沉降原理來實現固相顆粒與鉆井液的分離。當攜帶固相顆粒的鉆井液在砂泵的作用下，以一定的壓力和速度沿旋流器內壁螺旋進入后，會在旋流器內部形成高速旋轉的流場。在離心力和重力的共同作用下，由于固相顆粒與鉆井液的密度存在差異，密度較大的固相顆粒（如泥質顆粒等）會在離心力的驅使下，沿旋流器內壁螺旋下沉，終從底流口排出；而密度相對較小的鉆井液則會沿旋流器螺旋上升，從溢流口流出，從而實現固相顆粒與鉆井液的初步分離。從底流口排出的固相顆粒，會落在下方配備的細目振動篩上，通過振動篩的高頻振動，進一步將固相顆粒與殘留的鉆井液進行篩分，使殘留鉆井液透過篩網返回循環系統，固相顆粒則被收集處理。