鉆井除砂器是鉆井液固體控制系統中的第二級凈化設備（通常位于振動篩之后，除泥器之前）。它的核心功能是清除鉆井液中粒徑在74至44微米（200至325目） 范圍內的細小固體顆粒。其核心工作原理是利用旋流分離技術，依靠離心力實現固液分離。
鉆井除砂器的核心部件是一個或多個旋流器。其工作過程如下：
加壓切向進料：來自振動篩的初步處理后的鉆井液，通過砂泵以一定的壓力（通常為0.2-0.4MPa）從旋流器頂部的進液口沿切線方向泵入。
高速旋轉與離心力形成：鉆井液進入錐形筒體后，被迫沿著內壁做高速旋轉運動，形成一個強大的外旋流。在離心力的作用下，密度較大的固體顆粒被甩向筒壁。
固相分離與底流排放：在重力和向下螺旋液流的共同作用下，被分離的固體顆粒沿著錐形筒壁向下運動，從底部細小的底流口（底流嘴）排出，通常呈“傘狀”噴出。這部分被稱為“底流”或“干堆”。
清潔液體內溢：經過凈化后相對清潔的鉆井液，在筒體中心形成一個向上的內旋流，最終從頂部的中心溢流管排出，返回至鉆井液循環系統。
通過這一過程，細小的有害固相被有效去除，鉆井液的密度、粘度等性能得到恢復，從而保證了后續鉆井作業的順利進行。
一套典型的除砂器主要由以下部分構成：
旋流器組：由多個（如4英寸、6英寸或8英寸直徑的）旋流子并聯組成，以滿足大處理量的需求。旋流子的尺寸決定了其分離顆粒的粒度，除砂器通常使用4英寸、5英寸或6英寸的旋流子。
進液分配器（集料管）：確保鉆井液能夠均勻地分配給每一個旋流子。
溢流箱（返回槽）：收集所有旋流器凈化后的溢流液體，并將其導回循環系統。
底流排放裝置：包括可更換的底流嘴，其尺寸大小直接影響分離效果。尺寸過小會堵塞，過大則分離效果差。
支撐架和支架：用于固定所有組件。
配套砂泵：為整個系統提供必要的進料壓力。
清除鉆井液中的細砂至關重要，其作用主要體現在：
保護鉆井設備：細小的磨礪性顆粒會嚴重磨損泥漿泵的缸套、活塞、鉆桿接頭和鉆頭，大大縮短其使用壽命。除砂器能有效減少這種磨損。
穩定鉆井液性能：過多的固相會導致鉆井液粘度、切力升高，流變性變差，影響鉆井液攜帶巖屑的能力和泵壓。
提高機械鉆速：清潔的鉆井液能更有效地清潔井底，避免鉆頭重復切削巖屑，從而提高鉆進效率。
保障井下：有助于形成薄而堅韌的泥餅，防止井壁塌陷和卡鉆等復雜情況的發生。
減輕下游設備負荷：作為第二級凈化，它為后續更精密的除泥器、離心機創造了良好的工作條件，延長其使用壽命。
安裝位置：除砂器應安裝在振動篩之后，處理振動篩無法去除的更細顆粒。
連續運行：在鉆井作業中，只要鉆井液在循環，除砂器就應保持連續運轉。
參數監控：操作人員需監控進料壓力，確保其在范圍內。同時觀察底流排出的形狀，理想的底流應呈“傘狀噴霧”；如果呈“繩狀”，則表明底流嘴可能堵塞或進料密度過高。
維護：定期檢查底流嘴的磨損情況，并及時更換。防止旋流器進料口堵塞。