从设备结构来看，钻井除砂器主要由进料分配系统、旋流器组、底流收集装置和溢流槽四部分组成。旋流器是核心工作部件，通常由耐磨聚氨酯或高铬铸铁制成，呈锥形结构，内部设有切线进料口；进料分配系统通过 manifold 管道将钻井液均匀分配至多个旋流器；底流收集装置用于收集分离出的砂粒等粗颗粒；溢流槽则汇集净化后的钻井液，使其返回循环系统。根据处理量不同，除砂器可配置 3-12 个旋流器，形成模块化组合。
其工作原理基于离心沉降分离技术。当钻井液以一定压力（通常 0.2-0.4MPa）从旋流器切线方向进入时，在锥形腔体内形成高速旋转的涡流运动，产生强大离心力。在离心力作用下，密度较大的砂粒（粒径通常 40-74μm）被甩向器壁，沿锥壁向下运动，从底流口排出；密度较小的钻井液和细颗粒则在涡流中心形成上升的内旋流，从溢流口排出，实现固液分离。
在应用场景中，钻井除砂器通常安装在振动筛之后、除泥器之前，构成三级净化系统。它能有效清除振动筛未分离的中粗颗粒，减轻后续除泥器和离心机的工作负荷。在浅井钻井中，可单独使用除砂器完成主要净化任务；在深井、水平井等复杂钻井作业中，需与其他净化设备协同工作，将钻井液含砂量控制在 0.5% 以下。
该设备的技术优势体现在：一是分离效率高，单台旋流器砂粒清除率可达 85% 以上；二是处理量大，单套设备每小时可处理 50-300 立方米钻井液；三是耐磨性能强，关键部件使用寿命可达 800-1200 小时；四是操作便捷，可通过调节进料压力和底流口尺寸优化分离效果。