套管补偿器，又称填料式补偿器。有单向和双向两种，如图3：单向套臂补偿器图所示为单向套管补偿器。补偿器的芯管(又称导管)直径与连接的管道直径相同，芯管可在补偿器的套管内移动，从而起到吸收管道热量伸长量的作用。在芯管与套管之间的环形缝隙内装填料，端环使填料靠实，用压盖将填料压紧，以保证芯管移动时不出现介质渗漏。常用的填料有方形浸油石棉盘根涂石墨和耐热橡胶。
套管补偿器适用于工作压力小于或等于1.6MPa，工作温度低于300℃的管道，补偿器与管道的连接采用焊接。
套管补偿器的补偿能力大，占地小。缺点是轴向推力大，易发生介质泄漏，故需经常检修、更换填料；当管路出现横向弯曲或位移时，易造成芯管卡住，不能自由活动。故套管补偿器只可装设在直线管路上，并应安装在固定支架近旁，在活动侧管路上还要设置导向支座。
