钻井除泥器主要基于离心沉降原理来实现固相颗粒与钻井液的分离。当携带固相颗粒的钻井液在砂泵的作用下，以一定的压力和速度沿旋流器内壁螺旋进入后，会在旋流器内部形成高速旋转的流场。在离心力和重力的共同作用下，由于固相颗粒与钻井液的密度存在差异，密度较大的固相颗粒（如泥质颗粒等）会在离心力的驱使下，沿旋流器内壁螺旋下沉，终从底流口排出；而密度相对较小的钻井液则会沿旋流器螺旋上升，从溢流口流出，从而实现固相颗粒与钻井液的初步分离。从底流口排出的固相颗粒，会落在下方配备的细目振动筛上，通过振动筛的高频振动，进一步将固相颗粒与残留的钻井液进行筛分，使残留钻井液透过筛网返回循环系统，固相颗粒则被收集处理。