本申请涉及一种空心球分离装置，属于钻井工具技术领域。该装置包括外壳体，所述外壳体内沿钻井液流动方向依次设置有第一分离机构和第二分离机构；所述第一分离机构包括球形金属过滤网，所述外壳体靠近所述球形金属过滤网位置处设置有第一分离口；所述第一分离机构与所述外壳体之间形成有朝所述第二分离机构方向流动的泄流通道；所述第二分离机构包括设置于所述泄流通道出口侧的塔型滤网，所述外壳体靠近所述塔型滤网位置处设置有第二分离口。该空心球分离装置通过设置两级分离机构，能够提高对于空心球的分离效率，且通过泄流通道，将第一分离机构和第二分离机构进行连通，保证对于空心球的分离效率。