本发明公开了一种油缸倍程推进式海底钻机绳索取心装置，包括钻进动力头、钻进动力头滑轨架、推进油缸及钢丝绳倍程推进机构、岩心内管打捞头、打捞钢丝绳、打捞钢丝绳动定滑轮组和打捞绞车，钻进动力头滑轨架顶部设有定滑轮，推进油缸活塞杆顶部设有动滑轮，打捞绞车固定安装于海底钻机机架或钻进动力头滑轨架上；连接岩心内管打捞头的打捞钢丝绳从钻进动力头顶部通孔穿出后，先绕过钻进动力头滑轨架顶部的定滑轮，再绕过推进油缸活塞杆顶部的动滑轮，再进入打捞绞车。本发明有效解决海底钻机钻进动力头与打捞绞车一体化集成设计导致位移和钻杆拧卸扣力度难以精确控制，以及普通分体设计打捞绞车需精确跟随钻进动力头运动的问题。