鉆井除砂器主要指的是旋流除砂器，其工作的核心原理是離心沉降。
切向注入與旋流形成：被砂泵加壓后的鉆井液，沿著設(shè)備進(jìn)液管的切線方向被泵入一個上部呈圓柱形、下部呈圓錐形的旋流腔內(nèi)。這種切向進(jìn)入的方式，立即使液體在腔內(nèi)開始高速旋轉(zhuǎn)，形成一股強(qiáng)烈的渦流。
離心分離：在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力作用下，鉆井液中密度較大的固相顆粒（如砂粒）被甩向旋流器的內(nèi)壁。而密度較小的清潔液體則趨向于在中心區(qū)域運動。
固液分道揚(yáng)鑣：被甩向壁面的重顆粒在重力作用下，沿著錐形壁螺旋向下運動，最終從底部的底流口（排砂口）排出。而凈化后的鉆井液則在渦流中心形成一股向上的內(nèi)旋流，通過頂部的溢流管返回循環(huán)系統(tǒng)。
一般而言，直徑在8英寸至12英寸的旋流器被稱為除砂器，主要用于分離鉆井液中粒度為47至76微米的固相顆粒，是鉆井液凈化的二級固控設(shè)備。
根據(jù)技術(shù)集成度和應(yīng)用場景的不同，除砂器主要有以下幾種形態(tài)：
獨立式旋流除砂器：由一組相同尺寸的旋流器組成，結(jié)構(gòu)相對簡單，處理能力取決于旋流器的數(shù)量和尺寸。
除砂清潔器：這是更先進(jìn)和常見的配置。它將旋流除砂器與一臺高頻振動篩合二為一。旋流器分離出的含液量較高的底流（即排出的砂粒和少量液體）直接落到下方的細(xì)目振動篩上。振動篩進(jìn)一步將液體回收，同時排出更干燥的鉆屑，從而顯著減少鉆井液的浪費，這對于成本高昂的鉆井液來說至關(guān)重要。
除砂除泥一體機(jī)：為了適應(yīng)更緊湊的作業(yè)空間和更高的效率要求，出現(xiàn)了將二級除砂和三級除泥功能集成于一體的設(shè)備。這種一體機(jī)可以同時處理不同粒徑范圍的固相，結(jié)構(gòu)緊湊，功能強(qiáng)大。