本发明公开了一种深井取芯装置及其操作方法，所述装置主要由上壳体、涡轮轴、扶正轴承、涡轮定子、涡轮转子、导流接头、定子支撑套、传动轴、上支承轴承组、内调节套、外调节套、过渡接头、防掉端盖、螺栓、中壳体、下支承轴承组、锁紧帽、轴承挡圈、圆锥滚子轴承、行星轮套、销轴、行星轮、盖板、止推轴承、芯轴接头、下壳体、钢球、取芯筒、岩芯爪、芯筒扶正器、取芯钻头组成，当进行取芯作业时，涡轮驱动涡轮轴转动并进一步带动导流接头和传动轴转动，传动轴通过行星轮带动中壳体、下壳体和取芯钻头转动，由取芯钻头钻取的岩芯进入取芯筒。所述装置无需钻柱转动，从而可避免由于井深过大而出现钻柱扭断的现象，因此该装置适用于深井。