三级固控环保除泥器综合运用了离心分离技术与振动筛分原理，以此实现对钻井液中微小固相颗粒的去除。其核心组件是除泥旋流器与底流振动筛。
当含有固相颗粒的钻井液以一定压力从切线方向进入除泥旋流器时，在高速旋转产生的离心力作用下，密度较大的固相颗粒被甩向旋流器内壁，并沿内壁螺旋向下运动，终从底部的底流口排出；而密度相对较小的钻井液则形成内旋流，从顶部溢流口流出，实现初步的固液分离。通常，除泥旋流器能够有效分离出粒径在 15 - 75μm 的固体颗粒，极大降低了钻井液中的有害固相含量。
从除泥旋流器底流口排出的固相颗粒，会被输送至底流振动筛上。振动筛通过高频振动，使固相颗粒在筛网上做抛物线运动，进一步将夹杂其中的钻井液筛出回收，而分离出的干燥固相颗粒则从筛网末端排出，完成整个固液分离流程。这种离心分离与振动筛分相结合的工作模式，确保了钻井液净化的性与性。