如果你目前是四级调研员兼科长，那么有较小的希望晋升为三级调研员；如果你目前不是四级调研员，那就无法直接晋升为三级调研员。
根据问题描述，你在市直机关担任了20年的科长，想要晋升为三级调研员，那么，你应该是在地级市的市直机关，单位是正处级规格。
根据职务职级并行规定，想要晋升为三级调研员，需要符合三个条件：
第一，应当任副处级领导职务或四级调研员2年以上；
第二，所在机关有三级调研员的职数空缺；
第三，所在机关的局领导班子愿意推荐你晋升职级。
如果你目前不是四级调研员、仅担任科长职务的话，那么连基本的任职资格都无法满足，自然不能直接晋升为三级调研员。
事实上，科长想要晋升为三级调研员，有两种路线：
1、先晋升为一级主任科员，满2年后晋升为四级调研员，最后满2年晋升为三级调研员。
2、先提拔担任副处级领导职务，满2年后晋升为三级调研员。
如果你目前是四级调研员兼科长的话，那么就要具体分析了。
第一，职务职级并行政策是从2019年6月1日起开始实行的，至今未满2年。你现在想要晋升三级调研员的话，必须要在2019年4月前提拔为副调研员，之后套改为四级调研员。
而在那个时候，副调研员属于非领导职务，与市直机关副局长一样都是市管干部，要由市委常委会会议讨论决定。
如果你那个时候已经获得了提拔，一般不会再说自己是科长了。换言之，你大概率在2019年之前没有提拔为副调研员，按照职级套改政策，你目前应该只是一级主任科员，连四级调研员都无法晋升。
第二，在市直机关，二级巡视员不超过公务员行政编制数的1%，一至四级调研员不超过20%。并且，一级、二级调研员不超过调研员总数的40%，一级调研员不超过一级、二级调研员总数的50%。
假设你所在的市直机关有30个公务员行政编制数，最多只能设置1个一级调研员，1个二级调研员，4个三级、四级调研员。其中，三级、四级调研员可以根据需要自行调配。
可以看到，在市直机关，调研员职数还是比较稀缺的，有职数空缺的概率不大。
第三，在市直机关，一级调研员基本是给局长留的，二级调研员基本是给资历最深的副局长留的。而剩下的副局长会和资历较深的科长一起竞争三级、四级调研员职数。
一般情况下，近水楼台先得月，副局长占用三级调研员的几率更大，局长也更愿意成全副局长。
综上所述，除非你很早就提拔为了副调研员，否则，市直机关20年的科长无法直接提拔为三级调研员！
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