鉆井除泥器的結構設計圍繞“細顆粒分離”與“穩定運行”展開，主要由動力模塊、分離模塊、收集模塊及控制模塊組成，各部分協同實現凈化：
- 渣漿泵：作為動力核心，采用高耐磨過流部件（如高鉻合金葉輪），具備高揚程（25-35m）、大流量特性，能穩定提供高壓進料動力，避免因壓力波動導致的分離效率下降。單臺除泥器通常配套1-2臺渣漿泵，適配不同鉆井液排量需求。
- 旋流器組：分離功能的核心，采用直徑50-100mm的小尺寸旋流器，單臺處理量5-15m3/h，實際應用中多以6-12臺并聯組成旋流器組，總處理量可達30-180m3/h。旋流器內壁襯有聚氨酯或陶瓷耐磨層，有效抵抗細顆粒沖刷，延長使用壽命。
- 底流收集系統：由集液槽、導流板、振動篩銜接裝置組成，采用傾斜式設計確保底流順暢排出，同時避免凈化后的鉆井液與底流混合污染。部分高端設備配備底流濃度傳感器，實時監測分離效果。
- 控制系統：包含壓力儀表、流量調節閥門及啟停控制單元，操作人員可通過監控進料壓力（穩定在0.3MPa左右）判斷分離狀態，當壓力過高時及時調整閥門，確保設備穩定運行。