管道的热伸长是通过甲管在套筒中移动实现补偿的，介质流动不是直接由甲管流入乙管，而是经过旁通管实现的。这样在一个套筒补偿器中就有了一对甲乙封头，介质压力产生的水平推力F1、F2在补偿器中实现了平衡。这一结构还可以看成是方向补偿器的型式，管道伸缩是采用套筒式的结构。套管补偿器主要用在安装弯管补偿器空间不够的场合。
活塞自动平衡型补偿器，在芯管外安装了一个环形活塞，并使活塞的总面积等于芯管的截面积，这是实现自动平衡的技术核心。此结构的受力分析如下；假定在一段管道上安装了"活塞自动平衡型补偿器"，F1，F2为介质压力产生的轴向推力，其方向相反，大小相等，这两个力分别作用在套筒的左右连接管道上，若不能平衡，就应分别有。
左右两段管道上的固定支架承受。现在采用附加活塞体，活塞体内的介质通过连通孔3与管道相连，介质压力同样作用在活塞体1上，活塞的面积等于管道的截面积，则F1=F1，F1 通过活塞拉杆与左面套筒相连接，F2、F1是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，于是F2=F1、F2=F1。这样两对作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上质压力产生的轴向力得到了平衡。