抽油機主要由兩部分組成：機械部分和電氣部分。前者主要由抽油泵、抽油桿、減速箱、四連桿機構和平衡塊等部分組成；后者主要為三相異步電動機，功率一般為幾十千瓦，它帶動抽油桿作往復運行，將原油源源不斷地從地下抽到地面。抽油機的負載是不斷變化的，變化周期也很短，一般游梁式抽油機每分鐘有4～12個沖次（周期），每一沖次中負載變化兩次，而且重載工作時間很短。為平衡電動機的負載和減輕電動機重載抽油時的負擔，抽油機上都裝有平衡塊。當抽油桿下降時，由電動機將平衡塊提升起來，即將其勢能存儲起來；當抽油桿上升時，平衡塊下落，釋放所存儲的勢能，“幫助”電動機將原油抽到地面。這樣，負載的變化得到了一定程度的緩和。但由于平衡塊的位置一般是在新井投產時確定的，隨著開采的進行，井下負載情況發(fā)生了變化，即負載減輕了，同時平衡也受到了影響。另外，在啟動時或瞬時超載時，應充分考慮到“舉”平衡塊的功率，抽油機配套電動機的功率不得不留有較大的功率裕度，以避免抽油機出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象。這樣往往導致抽油機的配套電動機功率為55kW，而其平均負載不到20kW的現(xiàn)象。大量現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)表明：抽油機驅動電機的平均負載率不足30％。因此，抽油機配套電動機的輕載現(xiàn)象是非常普遍的。導致這一現(xiàn)象的原因主要有兩點：第一，多年來抽油機的驅動電機一直采用通用系列異步電機，這種電機額定點的效率和功率因數(shù)呈現(xiàn)最大值，而當負載降低時效率和功率因數(shù)都隨之下降，能耗隨之增大；第二，通用系列異步電機起動轉矩倍數(shù)只有1.8倍，最大為2.0倍。因此在選用時為考慮起動和特殊作業(yè)時（如甩驢頭）的需要，不得不提高裝機功率，造成“大馬拉小車”現(xiàn)象。這一現(xiàn)象使電機的電能利用率變差，對提高抽油機系統(tǒng)效率極為不利。當電動機負載率較低時，電動機的效率和功率因數(shù)下降很多，這又相應多消耗很多有功功率和多占有很多無功功率。例如，用一臺10kW的電動機帶動一臺2kW的負載時，負載率為20％，電動機的效率僅為50％，電源實際上要提供4kW的功率。但是，假設我們換成2.5kW的電動機，將負載率提高到80％。這時電動機效率達91％，那么這時只需要電源供給2.2kW的功率就夠了。由此可見提高負載率對于節(jié)能的意義所在。因此，抽油機專用節(jié)能電機應具有效率和功率因數(shù)高且曲線平坦、而且負載越輕時效率和功率因數(shù)越高、起動力矩大、過載能力強等特性。
（1）驅動電機的節(jié)電技術
根據(jù)電機學原理，異步電動機的轉速不可能等于氣隙內旋轉磁場的同步轉速，其原因是為在轉子繞組內產生感應電動勢和感應電流，從而產生電磁轉矩，這是基本條件，因此異步電動機又稱感應電動機。但是為使轉子繞組上有電流流過，除感生方式外，也可以采用傳導方式，這就是同步電動機內轉子電流的產生方法。
稀土永磁電機是一種同步電動機，但不需要普通同步電動機的勵磁線圈和集電環(huán)，結構上酷似異步電動機那樣簡單，在系統(tǒng)上也不象普通同步電動機那樣需要勵磁調節(jié)系統(tǒng)。它具有體積小，重量輕，結構簡單，效率高，功率因數(shù)高，運行穩(wěn)定，維護簡單，性能優(yōu)良等一系列特點，集中了異步電動機和同步電動機的優(yōu)點，而又克服了兩者的缺點。它可代替異步電動機和同步電動機用在任何場合，如用在交流變頻調速系統(tǒng)中，將比異步電動機調速系統(tǒng)的性能更加優(yōu)良。
經(jīng)中國石油天然氣集團公司油田節(jié)能監(jiān)測中心現(xiàn)場測試，該種新型節(jié)能電機應用后，與原異步電機相比，平均運行電流可降低50%以上，自然平均運行功率因數(shù)由0.5左右提高到0.95以上，無功節(jié)電率達85%以上，有功節(jié)電率達20%，節(jié)電效果相當明顯。
另外，針對抽油機的特殊運行工況，以異步電機為基礎，按照上述對抽油機電機節(jié)電的要求，還油其它幾種節(jié)能電機在各油田應用，如高轉差電機、高起動轉矩電機、復式電機、雙極雙速電機等，也取得了一定的節(jié)電效果。
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