通过对钻杆工作环境和受力情况的分析，发现钻杆的主要失效形式是断裂、塑性形变(如弯曲)和丝扣严重磨损等。在这些失效形式中，断裂破坏最严重。其破坏形式表现为当钻杆头部的轴肩受到较大的扭转和冲击作用时，钻杆就会在此处发生断裂。断层发生后，三牙钻头因与外界断开，只能留在地层中不能取下，而三牙钻头的成本又相当高，因此对用户造成相当大的损失。
发生断裂的原因通常是由于石油钻杆头轴肩与管体连接处硬度高、塑性和韧性差。根据金相组织分析，这部分回火的索氏体组织(经高温回火处理后的组织)的晶粒度等级一般不在所要求的等级范围之内，这种情况的发生与淬火过程密切相关。
除了断裂之外，还有弯曲。也就是钻杆的杆体部分发生了塑性变形。管体内弯曲的弧度越大，超过了管体内弹性极限，管体内就会发生塑性变形。钻具发生塑性变形对用户的影响较小，不会造成严重的破坏，只需对钻具进行校正，即能使钻具恢复原状，然后再重新投入使用，之所以会发生塑性变形，这也与钻具的淬火调质处理密切相关。如果调质钻杆硬度较低，组织中回火索氏体组织较少，或索氏体晶粒粗大，层片间距过大，则钻杆塑性、韧性较差，出现弯曲也是不可避免的。