目前世界大多数国家都处在能源结构持续调整和转型改革过程中，绿色低碳是发展大趋势，石油和天然气公司在油气勘探和生产技术领域不断创新。在过去的十年中，随着电机技术的进步，永磁电机已证明有助于简化生产操作，提高生产效率并显著节省能源。

传统的螺杆泵驱动头由感应电机驱动，该电机以高转速运行，并具有两个主要部件——定子和转子。定子是一个外部的、不动的腔室，它通过交流电产生磁力，“诱导”转子旋转。定子呈圆柱形，由一圈电磁铁、开槽钢和铁层组成。铜线缠绕在圆柱体内部，形成磁极。转子由一组围绕圆柱布置的电磁铁组成，由于定子产生的磁场而旋转。这些电机通常与皮带和滑轮传动系统相结合，传输效率低下，会造成巨大的能量损失，导致电能的浪费。

永磁电机是基于产生连续磁场的稀土永磁体制造，稀土矿物包括 17 种具有不同寻常的荧光、导电和磁性的金属元素，通过与铁等更常见的金属合金少量混合产生永磁作用。其中钕 (Nd) 是这些稀土元素之一，是众所周知的市场上最强的永磁体之一，并已被用于便携式电子产品、混合动力汽车、扬声器系统和风力涡轮电机。由于其磁性，钕已被纳入电动机设计中，以提高运行时的能量和传输效率。该电机设计同样包括转子和定子，转子可以是一个实心件，其特点是在转子表面包裹着一小部分永久磁化的钕，从而无需大量电流以在转子和定子之间产生磁场。由于转子中的磁性材料更强，因此消除了打滑现象，使传动效率达到94%以上，而且设备更安全，在其整个使用寿命期间具有更低的噪音和更少的碳产生。

基于功率因数、效率、电流等参数对永磁电机的性能评估表明，在负载百分比曲线上永磁电机明显大于感应电机，当以较低的速度运行时，感应电机需要双倍的运行速度才能达到永磁电机的效率； 感应电机需要更高的电流，从而导致能耗增加。从应用的角度来看，与感应电机相比，永磁电机具有以下优势：对于低速应用，例如后期的稠油井，永磁电机可以以低至 10 rpm 的转速运行，并具有恒定的额定扭矩输出，但感应电机无法在不影响输出扭矩的情况下以低转速运行。此外，重负载的感应电机系统会出现明显的皮带磨损和传动效率损失，因为在重负载期间滑移率最高，从而导致额外的维护和停机时间。对于低产量井，永磁电机可以以超低转速连续运行，这消除了对生产周期和非生产时间段的需求，避免了高启动功耗。通过减少皮带、滑轮和齿轮等运动组件，消除了这些部件故障的可能性及其相关的停机维修时间，而且永磁电机噪音更低。

使用永磁电机的人工举升系统在罗马尼亚的南部和中部的油井应用，原油产量80 m3/d-150 m3/d，在能源消耗方面，三口井的能耗降低了 4% 到 10%，噪音水平测量显示噪音从 73.20 dB 降低到 39.85 dB，降低了 45%。另外与传统螺杆泵频繁更换皮带的需求相比，永磁电机不需要皮带或相关维护保养来换油（3 升）和相关的年度人工（2 小时），年平均节省维护量超过70%。2021年南美洲两家主要油田运营商采购了 150 多台永磁电机，各大石油公司也正在积极引进推广该项技术。