钻井除泥器基于离心沉降原理和筛分过滤原理结合工作，核心部件为 “除泥旋流器” 和 “振动筛（又称除泥筛）”，两者协同完成细微固相的分离，具体流程如下：
钻井液入料：经上游设备（如钻井除砂器）初步净化后的钻井液，通过高压泵以一定压力（通常 0.2-0.4MPa）输送至除泥器的进料分配器，分配器将钻井液均匀分配至多个并联的除泥旋流器内。
旋流器离心分离：钻井液进入除泥旋流器后，沿旋流器内壁高速旋转（转速可达数千转 / 分钟），产生强烈的离心力场。在离心力作用下，钻井液中密度较大的细微固相颗粒（如 2-74μm 的泥质颗粒）被甩向旋流器内壁，沿壁面螺旋向下运动，最终从旋流器底部的 “底流口” 排出，形成含固量高的 “底流砂浆”；而密度较小的洁净钻井液（即 “溢流液”）则向旋流器中心聚集，形成向上的螺旋流，从顶部的 “溢流口” 排出。
振动筛二次过滤：从旋流器底流口排出的底流砂浆，直接落入下方的振动筛（除泥筛）。振动筛通过电机驱动产生高频振动（振动频率通常为 1500-3000 次 / 分钟），利用筛网的精细孔径（常见筛网目数为 150-325 目，对应孔径约 48-96μm），进一步过滤底流砂浆中的细微固相 —— 固相颗粒被截留在筛网上，随振动逐渐从筛网一端排出（成为 “废泥渣”）；而砂浆中残留的少量钻井液则透过筛网，与旋流器溢流口排出的洁净钻井液汇合，重新返回钻井液循环系统，实现钻井液的回收利用。