三級固控環保除泥器綜合運用了離心分離技術與振動篩分原理，以此實現對鉆井液中微小固相顆粒的去除。其核心組件是除泥旋流器與底流振動篩。
當含有固相顆粒的鉆井液以一定壓力從切線方向進入除泥旋流器時，在高速旋轉產生的離心力作用下，密度較大的固相顆粒被甩向旋流器內壁，并沿內壁螺旋向下運動，終從底部的底流口排出；而密度相對較小的鉆井液則形成內旋流，從頂部溢流口流出，實現初步的固液分離。通常，除泥旋流器能夠有效分離出粒徑在 15 - 75μm 的固體顆粒，極大降低了鉆井液中的有害固相含量。
從除泥旋流器底流口排出的固相顆粒，會被輸送至底流振動篩上。振動篩通過高頻振動，使固相顆粒在篩網上做拋物線運動，進一步將夾雜其中的鉆井液篩出回收，而分離出的干燥固相顆粒則從篩網末端排出，完成整個固液分離流程。這種離心分離與振動篩分相結合的工作模式，確保了鉆井液凈化的性與性。