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，沿著設備進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。這種切向進入的方式，立即使液體在腔內開始高速旋轉，形成一股強烈的渦流。
離心分離：在高速旋轉產生的強大離心力作用下，鉆井液中密度較大的固相顆粒（如砂粒）被甩向旋流器的內壁。而密度較小的清潔液體則趨向于在中心區域運動。
固液分道揚鑣：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旋流，通過頂部的溢流管返回循環系統。
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備。
根據技術集成度和應用場景的不同，除砂器主要有以下幾種形態：
獨立式旋流除砂器：由一組相同尺寸的旋流器組成，結構相對簡單，處理能力取決于旋流器的數量和尺寸。
除砂清潔器：這是更先進和常見的配置。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）直接落到下方的細目振動篩上。振動篩進一步將液體回收，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重要。
除砂除泥一體機：為了適應更緊湊的作業空間和更高的效率要求，出現了將二級除砂和三級除泥功能集成于一體的設備。這種一體機可以同時處理不同粒徑范圍的固相，結構緊湊，功能強大。
選擇合適的除砂器并正確操作，是發揮其效能的關鍵：
選型依據：首要考慮因素是鉆井泵的排量。所選除砂器的總處理能力應至少為泵排量的125%，以確保能完全處理所有返出的鉆井液。同時需考慮井深、地層巖性、鉆井液類型（如是否加重）等因素。
操作規范：
必須先經過振動篩處理的鉆井液才能進入除砂器，以防止大顆粒堵塞旋流器。
需維持合適的進口壓力（通常為0.2-0.4MPa），壓力過低會削弱離心力，影響分離效果；壓力過高則可能導致設備過度磨損。
當使用加重鉆井液時，通常不建議啟用除砂器，以免將昂貴的重晶石等加重材料一并除去。
維護保養：定期檢查旋流器內壁的磨損情況，特別是底流口的尺寸，磨損過大會影響分離精度。使用后需及時沖洗干凈，防止鉆井液凝固堵塞。