钻井液除砂器的工作核心基于“离心沉降”原理，通过将钻井液的压力能转化为旋转动能，利用密度差实现砂粒与钻井液的高效分离，整个过程分为三个关键阶段：

首先是进料加压阶段，经一级净化设备（振动筛）预处理后的钻井液，由专用砂泵以0.2-0.3MPa的压力、5-8m/s的流速，沿旋流器圆柱体的切向进料口送入设备内部，瞬间形成高速旋转的涡流场。其次是离心分离阶段，钻井液在旋流器内沿筒壁做螺旋运动，产生100-300倍于重力的离心加速度——密度较大的砂粒、岩屑在强大离心力作用下被甩向筒壁，沿锥形筒壁持续向下沉降；而密度较小的洁净钻井液则向中心轴聚集，形成上升的“内螺旋流”。最后是分级排放阶段，砂粒等固相杂质从旋流器底流口排出，形成“伞状喷雾”形态的稠浆（若呈柱状则需调整压力），经收集后返回振动筛二次处理；净化后的钻井液则从顶部溢流口排出，进入下一级除泥器进行精净化。

一套完整的钻井液除砂器系统由动力源、分离核心和收集装置构成，各组件各司其职确保净化效率：

- 砂泵：作为“动力心脏”，负责将钻井液加压输送至旋流器，其过流部件采用高铬合金材质，具备高扬程（20-30m）、高耐磨特性，可适配不同排量的钻井需求。

- 旋流器：分离功能的核心载体，常用直径为150mm、200mm，直径越小分离精度越高——150mm规格旋流器可有效分离20μm以上颗粒，内壁通常衬有橡胶或陶瓷耐磨层，延长使用寿命。

- 底流收集系统：由底流罐、导流装置组成，负责收集分离出的砂粒稠浆，通过闭环设计实现固相的集中处理与钻井液的循环回收，避免资源浪费。

关键性能参数上，除砂器的分离粒度通常覆盖15-150μm，核心针对20-74μm的砂级固相；单台旋流器处理量为20-50m³/h，实际应用中常采用6-8台并联组合，满足海洋钻井等大排量作业需求。