La bomba de torre de perforación de petróleo clásica se conoce coloquialmente como bomba de varilla de bombeo, llamada así por la mecánica similar a un émbolo que utiliza para bombear petróleo desde pozos subterráneos hasta la superficie. Utiliza una serie de engranajes y manivelas para bombear una varilla pulida hacia arriba y hacia abajo en un pozo de petróleo con un movimiento similar al de un pistón, aunque mucho más lento. Este diseño se utiliza para conservar energía y, al mismo tiempo, traer un flujo continuo y confiable de petróleo desde pozos profundos a la superficie.
Hay varias partes diferentes en la bomba de la torre de perforación. La base unida al suelo se llama eje de potencia y proporciona soporte al resto de la torre de perforación. Unidas al eje de potencia hay dos manivelas, cada una equipada con contrapesos que sirven para ayudar a ahorrar energía a medida que la varilla de bombeo se retira del pozo. Estas bielas y sus contrapesos se pueden construir juntos como un solo sistema. Se conectan y mueven la viga móvil, a menudo la parte más larga de la torre de perforación, sostenida por vigas Samson y se les permite pivotar hacia arriba y hacia abajo según lo arrastran las manivelas. En la punta de la viga para caminar está la cabeza de caballo, a la que se une la varilla de bombeo, apuntada directamente hacia el pozo.
La varilla opera la bomba de aceite en dos etapas: una etapa ocurre en la carrera descendente de la varilla, ya que se deja caer de regreso al pozo, mientras que el otro se llama golpe ascendente, cuando las manivelas tiran de la varilla hacia arriba en el aire. Hay dos válvulas de émbolo y bola dentro del pozo. En la carrera descendente, la válvula más cercana a la superficie, conocida como válvula de conducción, se abre y permite que el aceite del bien para inundar la cámara de retención del émbolo, atraído por la presión del aceite atrapado y sellado por el otro bomba. En la carrera ascendente, la válvula de conducción se cierra pero el sistema inferior, conocido como válvula de apoyo, se abre. Esta válvula extrae aceite nuevo debido al repentino ambiente de baja presión creado por la varilla ascendente. Al mismo tiempo, el aceite atrapado en el émbolo se fuerza a la superficie, donde sale y se recoge. La fuerza a la que el aceite puede ser expulsado del émbolo es lo que causa el clásico efecto de "fuente" de derramar aceite.
Hay varias variaciones de este sistema. Es posible que la barra no esté controlada directamente por la viga móvil, por ejemplo, y se puede colocar un segundo sistema de manivelas para mover con mayor precisión el sistema de émbolo. Los diferentes avances en la tecnología de extracción y bombeo de petróleo han dado lugar a varias ramificaciones del proceso.