本发明公开一种取芯钻机控制机构，包括中心杆和外筒，中心杆由后至前穿过液道启动模块、外筒解锁模块、分流模块和取芯筒连接模块内腔，取芯筒连接模块包括芯管连管、芯环轴承、轴承内圈、滚珠A和滚珠B，芯管连管前端连取芯筒，轴承内圈在芯管连管内，芯环轴承与外筒内壁连接，芯环轴承内壁有滚珠槽A，芯管连管有滚珠孔A和滚珠槽B，轴承内圈有滚珠孔B和滚珠槽C，中心杆外壁有滚珠槽D，钻井时，芯管连管通过滚珠A与芯环轴承连接，芯管连管通过滚珠B与轴承内圈连接，提拉时，芯管连管通过滚珠A与轴承内圈连接，轴承内圈通过滚珠B与中心杆连接。本发明提供的取芯钻机控制机构，可与地面设备配合控制取芯钻机井下设备按取芯步骤工作。