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中國寰球工程有限公司北京分公司(以下簡稱北京寰球)隸屬于中國寰球工程有限公司，是由中國石油天然氣集團公司控股的上市公司。北京寰球以技術為先導，以設計為龍頭，集咨詢、研發、設計、采購、施工管理、開車指導、融資等多功能于一體，是具有項目管理承包和工程總承包綜合能力的國際工程公司，是智力密集、技術密集的科技型國有骨干企業。
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華東設計院創建于1974年，前身為中國石油天然氣華東勘察設計研究院（CEI）、2016年經中石油工程建設板塊重組整合到中國寰球工程有限公司。華東設計院擁有工程設計綜合甲級資質證書，工程咨詢、工程造價甲級資質證書，壓力管道設計及一、二、三類壓力容器設計資質，是國家綜合甲級設計院、中國石油天然氣集團公司煉油設計指導院、銷售板塊技術支持院， “AAA”級企業信用單位。
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中石油北方工程設計有限公司，原為化工部第九設計院，成立于1958年，重組整合后現為寰球公司子公司。經過近一個甲子的發展，伴隨著中國經濟建設的改革進程，公司以雄厚的技術力量和精良的裝備，建立了完善的管理體系，沉淀了優良的企業文化，積累了豐富的工程設計經驗，已成為以工程設計為主體的工程總承包的大型工程公司。
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大慶石化工程有限公司的是具有工程咨詢、工程設計、工程監理、設備監理、項目管理、開車指導、工程總承包和化工技術開發等功能的煉化一體化工程建設企業，是國家高新技術企業，擁有AAA級信用資質。
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寰球新疆公司的前身是獨山子石化公司工程公司（新疆獨山子方辰石化有限責任公司），2009年11月12日重組劃轉中國寰球工程公司，屬中國寰球工程公司全資子公司。截至2010年1月1日，有在職員工334人，其中，各類注冊師266人次，高級職稱1人、副高級41人，中級120人。注..
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寰球中油六建公司前身是中國石油天然氣第六建設公司，2008年與中國寰球工程公司重組整合。是國家大型骨干施工企業，成立于1968年，總部位于山水甲天下的桂林市。
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中油吉林化建工程有限公司（以下簡稱“吉林化建”），成立于1950年，其前身為化工部第一建設公司，現為中油寰球工程公司投資的法人獨資企業，是國內建筑業中擁有資質級別最高、類別最多、綜合實力最強的企業之一，被譽為“中國化工建設第一軍”。
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河北寰球工程有限公司（簡稱：河北寰球公司）成立于1978年，是部屬勘察設計單位，原名稱為化學工業部化學礦山規劃設計院，是中國寰球工程有限公司所屬具有獨立法人資格的全資子公司。
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寰球中東公司成立于2010年，目前有4個國別公司和7個職能部門，中方員工52人，外籍雇員和本地雇員51人，主要分布在阿聯酋、沙特、伊拉克等國家和地區。公司2007年進入沙特以來成功注冊了沙特分公司，進入了Sabic 市場和Aramco 市場；2010年初春之際，寰球阿布扎比分公司正式注冊完成，形成了以市場開發、項目管理為主要功能的中東公司；2011年3月14日，中東公司正式進入伊拉克市場、成立了伊拉克分公司。
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寰球東南亞地區管理公司于2018年6月正式成立，是中國寰球工程有限公司在東南亞地區設立的二級單位，總部設在新加坡，主要包括寰球勝科工程公司（HQSM Engineering Pte Ltd）和寰球馬來西亞公司（HQC Engineering Malaysia Sdn. Bhd.）。寰球勝科公司是由寰球公司控股，新加坡勝科海事公司參股，于2007年3月成立的合資公司；寰球馬來西亞公司成立于2013年3月，是寰球公司的全資子公司寰球東南亞公司是寰球公司為大力實施國際化戰略，推進海外業務發展，加強對東南亞地區的市場開發和綜合協調管理設立的海外地區管理公司。