粘扣是油管螺纹的主要失效形式之一,而石油生产全过程中所应用的各类管件(油管、套管、输油管等)均采用螺纹联接,因此,解决油管的粘扣问题,一直是石油管件生产中的热门话题。本文从油管螺纹粘扣的机理入手将贝壳表面沟槽状仿生非光滑结构的耐磨特点应用在油管螺纹上以达到抗粘扣的目的。利用有限元仿真的方法对普通油管螺纹、仿生非光滑沟槽结构油管螺纹在拧紧力矩作用下与轴向力作用下的齿面载荷分布进行模拟。结果表明,仿生油管螺纹表面接触应力全面低于普通螺纹,有效地减小了螺纹表面应力集中现象。为了得到理想的仿生抗粘扣螺纹,采用激光加工的手段,运用合理地工艺方法将贝壳表面的沟槽结构加工在油管螺纹表面。通过对未加工仿生结构的普通螺纹试件、“0.5mm×0.4mm仿生沟槽结构单元”油管螺纹试件、“0.5mm×0.8mm仿生沟槽结构单元”油管螺纹试件在实际工况下进行拧接试验。结果表明,在相同条件下,“0.5mm×0.4mm仿生沟槽结构单元”油管螺纹试件所需拧紧扭矩相较于普通螺纹降低5.15%,拧接次数增加2次,“0.5mm×0.8mm仿生结构单元”油管螺纹试件所需拧紧扭矩相较于普通螺纹降低9.06%,拧接次数多3次,仿生沟槽结构显著提高了油管螺纹抗粘扣性能。面积大的仿生沟槽结构油管螺纹相较于面积小的仿生沟槽结构油管螺纹拧紧力矩减小4.03%,拧接次数多1次,抗粘扣性能更佳。