Археологическите проучвания до момента са в двата етапа на разкриване на Урвич (1969-1982 и 2008-2020 г.)
В 1965 г. без да са провеждани археологически проучвания, крепостта е определена като ранновизантийска (VІ-VІІ в.). Оправданият интерес към този паметник довежда до публикуването на популярни очерци, в които фактите се преплитат с преданията.
През 1969 г., под ръководството на проф. Димитър Овчаров е проучена част от крепостната стена и една бойна кула. След голямо прекъсване в 1979 г. разкопките са подновени. Изследвана е крепостната църква разположена в центъра на площта оградена от крепостните стени. Проф. Д. Овчаров пръв установява, че те са били издигнати по самия ръб на стръмните склонове на рида и са обграждали пространство с „продълговата, трапецовидна форма”. Успех за това проучване е и проследяването на източната охранителна линия на крепостта, където стената през 70-те години е била запазена до 5-6 м височина. Подобно на други средновековни крепости и при Урвич е използвана система от дървени изравнителни греди (сантрачи), местата на които и до днес личат в структурата на стената. На места и до днес личат напълно запазени дървени греди.
При тези първи проучвания не се оказва възможно да бъде установена системата от кули, разположена по куртината. Единствената кула, която Д. Овчаров описва му дава основание да говори за втори строителен период на крепостната система, при който тя е била подсилена и допълнена с нови елементи.
Разкопките от 1979 г. са на останките от църква, които се локализират почти в центъра на крепостта. Според проучвателя проф. Д. Овчаров, строежът на тази църква е започнал най-вероятно в деня, на който се чества Св. Илия. Градежът ѝ е аналогичен с този на крепостната стена, като отново не са спазвани хоризонтални редове, но лицата на зидовете са гладки. Проф. Д. Овчаров публикува двата етапа на изграждане на църквата „Св. Илия” в крепостта Урвич. Първоначално тя е била еднокорабна, а вътрешността ѝ е била разделена на наос и притвор. След едно преустройство, вероятно извършено в началото на ХІV в., планът на църквата става кръстовиден. При него стените от север и от юг са били съборени частично и отново преизградени. Това е могло да стане в резултат на пожар или вражеско нападение. Друга интересна информация, която дават археологическите проучвания са откритите фрагменти от стенописи, които показват, че църквата „Св. Илия” е била стенописвана няколко пъти.
Досега не са установени и местата на крепостните порти. Според Д. Овчаров, те са били най-малко две, разположени от изток и от запад.
В резултат на проведените проучвания до края на 70-те години МК и НИПК дават на крепостта статут на паметник на културата от национално значение, в категорията “недвижими паметници с видими архитектурни останки”.
През 2008 г. е разработен съвместен проект на НАИМ-БАН и Столична община по програма „Култура”: „Урвич-последната крепост на Шишмановци”. Основна цел на тази програмата беше да се свържат изследването и облагородяването на крепостта Урвич с 1200 годишнината от присъединяването на Сердика към България от Крум през 709 година.
При югоизточната кула са заложени два сондажа. При сондажите и разчистванията направени около църквата е установено, че тя е в доста по-тежко състояние, отколкото при проучванията на Д. Овчаров през 1979 г. От двете й страни и в апсидата бяха регистрирани огромни иманярски изкопи. В относително по-добро състояние се намира северната стена на сградата.
За първи път в историята на проучването на крепостта Урвич е направено заснемане на нейния план.
Във връзка с 1200 годишнината от похода на Крум, при който през 809 г. Сердика е включена в пределите на Първото българско царство беше създаден инициативен комитет „Урвич”, чиято цел е да бъде проучена и възстановена крепостта. Членове на комитета са: проф. Димитър Овчаров, проф. Божидар Димитров, проф. Николай Овчаров, ст.н.с.д-р Бони Петрунова, ст.н.с.д-р Христо Темелски, полк.о.р.д-р Петко Йотов, полк.о.р. Петър Канев, Франческо Касабов (ОП „Стара София”), Стефка Ризова-заместник кмет на с. Панчарево, Гриша Трифонов-директор на издателство „Български писател”. Основно мото на инициативния комитет е: „Велико Търново има Царевец, София има Урвич”. Инициативата е подкрепена от президента на Република България, Министерство на културата, Софийска митрополия, Съюза на българските писатели, кметството на с. Кокаляне, Програма „Култура” на Столична община.
При проучването бяха открити някои находки, които дават допълнителна информация за живота в крепостта. Между тях са монета на Константин Велики, първата половина на ІV в., с изображение на Нике ( диам. 1.1 см., Т-1.06 гр.), както и бронзова монета със следи от посребряване, която е анонимен фолис, клас G, от времето на Роман ІV (1068-1071). Върху аверса е изобразен бюст на Христос с нимб с вдигната дясна ръка за благословия и свитък в лявата. Изображението върху реверса представлява бюст с нимб на Богородица Оранта. Монетата е с диаметър 2.7 см, Т-6.73 гр. Тези и други ранни находки показват категорично, че хълмът, на който се намира средновековната крепост Урвич е бил обитаван и в по-ранните епохи. Дали там е имало ранно-византийска крепост, кога и как тя е била преустроена, могат да покажат бъдещите проучвания.
Останалите находки от проучванията през 2008 г., сребърен грош на Стефан Драгутин, крал на Сремска област (1276-1282), накити, лични вещи и оръдия на труда от ХІІІ-ХІV в., потвърждават, че в периода и края на Второто българско царство Урвич е една от значимите крепости в Средецкия район. Един от най-любопитните материали е слитък за изработване на бронзови накити и монети, който показва, че поселението е имало не само военно-отбранителни функции, но е било и център на търговски отношения, а вероятно както подсказват и легендите, за известен период и важно политическо средище.
През 2011 г. е разширена площта около църквата, в която се извършват изкопни работи и разчистване на структури (Петрунова, Овчаров, Георгиева, Петрунов 2012, 412-415). Като резултат от север е разкрита част от оградния зид на архитектурния ансамбъл, а от запад – помещение № 1 (отделните части на комплекса се номерират съобразно времето, в което са открити при последната кампания). Това помещение е доловено още при първите разкопки, но сега е разкрито в дълбочина. И именно там е открита важна находка – сребърен троен грош на краля на Жечпосполита (Полша заедно с Великото Литовско княжество) Сигизмунд ІІІ Ваза (1587-1632). Този тип монета е сред най-често срещаните парични знаци от този период на османското владичество в българските земи.
Пак в рамките на кампанията от 2011 г. са разчистени останките на църквата „Св. Илия”. В плитка яма в притвора са открити 18 сребърни аспри на цар Иван Александър (1331-1371). Предполага се, че става дума за укрито голямо монетно съкровище, но по-голямата част от монетите са намерени с метални детектори и извадени от иманярите след нашите последни разкопки от 1982 г. (Овчаров, Пеевски 2016, 369-385).
Много плодотворна в новите проучвания е 2012 г. С отпуснатите сериозни средства от Столична община се работи на значително по-широк фронт. Преди всичко е завършено разчистването на зидовете на църквата „Св. Илия”, като са направени някои доуточнения на резултатите от разкопките на Д. Овчаров. Северно от храма се попада на две погребения и няколко препогребвания с материали, отнасящи се към периода ХV-ХVІІ в. Продължава проучването на оградния зид от север и вече е напълно ясно, че той затваря комплекса.
Най-големите открития през 2012 г. се правят на запад от църквата. Оказва се, че помещение № 1 не е самостоятелно, а е част от голяма верижна сграда, ориентирана север-юг и включваща още две части. Постройката се развива южно от чупка в оградния зид, като нейната западна стена представлява продължение на оградата и затваря комплекса в тази посока. По този начин тя го предпазва сигурно от запад, а на изток е отворена към двора на ансамбъла.
Помещения №№ 2 и 4 се оказват магерница (кухня) и свързаната с нея трапезария. Така, проучването на този комплекс от сгради, окончателно потвърждават тезата, че в центъра на крепостта Урвич е съществувал късносредновековен манастир.
През 2012 г. се потвърждава предположението, че хълмът е бил обитаван много преди построяването на крепостта. Доказателство за това са откритите, не малко на брой, фрагменти битова керамика от ранножелязната епоха, късножелязната епоха и средата на V до първата половина на ІV в. пр. Хр, т.е. са от класическата Античност. (Петрунова, Овчаров, Георгиева, Петрунов 2013, 412-414).
През 2013 г. северно и западно от църквата са направени няколко сондажа. При първия се наблюдават камъни от рухнали стени и много цели керемиди от падналия покрив. След изчерпването на културния пласт се достига до скала, върху която стъпват основите на храма. (Петрунова, Овчаров, Василева, Пашова 2014, 553-556)
През същата година е завършено проучването на манастирската трапезария (помещение № 4). Друго важно откритие през 2013 г. е намирането на манастирския вход. Външната стена на хранителният блок от запад и тази на жилищното крило от юг, изпълняват ролята на оградния зид, който там липсва. Именно западно от помещение № 7 се намира официалният вход на обителта. Проходът към манастира е застлан с разноформатни каменни плочи, запазени днес доста добре. А от другата му страна е четириъгълното помещение № 8, което, както ще се види по-нататък има особено предназначение.
Западно от помещение № 8 се долавя оградният зид на манастира, който е силно обрушен и на места се губи изцяло. Все пак става ясно, че на около 4 м той прави рязка чупка на север и се долепва до помещение № 2. По този начин се затваря югозападния ъгъл на манастира. Така през 2013 г. се достига до цялостно проучване на западното и южното крило на късносредновековната обител.
През 2014 г. продължава разкриването на манастирския комплекс, възникнал в останките на средновековната крепост Урвич (Овчаров, Петрунова, Петрунов 2015, 721-724). Окончателно са проучени сградите от хранителния блок на запад.
След снемането на тънкия средновековен пласт се попада на пласт, определено свързан с късно-античната и ранно-византийска епоха. Там се откриват основно монети от ІV-VІ в., както и находки от същата епоха. Изяснява се окончателно, че там съществува късно-антична сграда, от която, за съжаление, е запазен само един ред камъни на кал.
През 2014 година, на различни места в манастира са открити още четири гроба.
Закономерно след финализирането на главната цел – проучването на късно-средновековния манастир в руините на крепостта Урвич, финансирането от страна на Столична община намалява. Целите на кампанията от 2015 г. са скромни и се ограничават в опита да се уточни ситуацията в последния неразкрит участък от обителта на изток и североизток (Овчаров, Петрунов 2016, 731-734). При проучванията през 2015 г. са инвентирани десетки предмети от сребро, бронз, желязо и керамика, като сред тях са 28 монети.
След едногодишно прекъсване през 2016 г. проучванията на Урвич са подновени през 2017 г., вече под ръководството на младите археолози Филип Петрунов и Виолина Кирякова (Петрунов, Кирякова 2018, 497-500). През следващите години до днес те се финансират от Министерството на културата и Националния исторически музей. Разкопките през 2017 г. започват с разчистване на останките на късно-средновековния манастир, където е установена засилена иманярска дейност през изминалите почти две години.
При тези проучвания са разкрити няколко средновековни гроба, регистрирани още през 2014 г. Същевременно са регистрирани нови 4 гроба. Южно от църквата „Св. Илия” продължава премахването на огромния насип, причинен от рухването на стените на храма по склона. Той се състои от камъни от конструкцията, хоросанови буци, фрагменти стенопис и керемиди. Част от тях са от покрива на църквата от нейния късно-средновековния период и върху тях се открива интересния монограм „Ѱ“, оформен преди изпичането на керамиката (Петрунов 2018, ІІ-6). Открити са няколко антични и османски монети.
Екипът продължава и проучването на пласта от късно-античната епоха северно от жилищното крило на манастира, на който се попада още през 2014 г. Там са намерени множество монети с малък номинал от IV-VI век. Това потвърждава наличието на някаква сграда от този период.
В археологическата кампания от 2018 г. (Кирякова, Петрунов, 541-544) на първо време екипът разчиства отново големите струпвания от камъни, причинени от срутването на зидовете на църквата на юг и югоизток по склона. Освен един гроб, там са открити 58 фрагмента керемида с врязан преди изпичането знак „ѱ“(Петрунов, 2018, II-6), както и повече от 1100 фрагмента от стенописите на храма. На място е разчистена и по-голяма част от геометричен орнамент от украсата на църквата, който е изпълнен в черен цвят на фон охра с единичен слой нанесен с широка четка.
През 2018 г. е направено интересно наблюдение, че непосредствено под манастирските сгради са съществували дървени стопански постройки от XV-XVII век.
През 2018 г. Ф. Петрунов и В. Кирякова се връщат към проучването на участъка до високо запазената кула, започнато от Д. Овчаров в далечната 1969 г. Всъщност още при разчистването на неговите разкопки през 2008 г. там е направен малък сондаж, където на дълбочина 0.3 м са разчистени останки от сграда, функционирала до края на XVII век.
Тези наблюдения са прецизирани през сезон 2019 (Кирякова, Петрунов 2020). Тогава продължават проучвания на север от кулата, където са регистрирани струпвания от камъни. Сериозен проблем е частичното объркване на стратиграфията, причинено от булдозер при правенето на черния път за незаконния строеж. Затова там се наблюдава объркване на материалите от IV-VI и XIII-XIV в. Самото каменно струпване пък е наситено с железни предмети от бита и керамика с датировка XIV-XVII век. Намират се и железни пирони, волски подкови и животински кости.
През 2019 г. под част от каменното струпване окончателно е разчистена фиксираната по-рано сграда и с правоъгълен план и площ от около 30 кв. м. Там се откриват шивашки игли, желязна шлака, животински кости и фрагментирана керамика с датировка XV-XVII век.
Много интересни са хипотезите на екипа относно предназначението на тази сграда, които тепърва трябва да бъдат проверени. Засега може да се каже, че тя е съществувала през XV-XVII в. и е била свързана с намиращия се в близост манастир. Това се доказва и от намерения меден мангър на султан Сюлейман ІІ (1687- 1691).
Иначе в дълбочина се достига до незасегнати от съвременна намеса пластове от IV-VI и XIII-XIV в. Късно-римският период (368-498) е представен с фолиси на императорите Аркадий, Теодосий ІІ, Маркиан, Лъв І и Анастасий І. От ранно-византийската епоха (498- 582) пък са фолисите на Юстин І, Юстиниан І и Юстин ІІ. Българското Средновековието (ХІІІ-ХІV в.) се регистрира по латинските имитации, сребърен венециански дукат, медно торнезе и сребърна аспра на цар Иван Александър.
През 2020 година бяха извършени редовни археологически проучвания при средновековния манастир и южно от него в крепостта Кокалянски Урвич. При първоначалното почистване на терена е установено наличието на каменни разсипи в западна посока от проучваните квадрати през 2019 година. Те се простират до края на сектор XIX от заложената план-квадратна мрежа и с разкритите нови деструкции от сгради, общата дължина на разсипа става над 50 м и ширина до 10 м. Наличието на покривни керемиди, аспра на Иван Александър с Михаил Асен (1332-1355), Второ сребърно монетосечене, 1332- 1347/1348 г., Втора фаза (1341-1347г.), както и други предмети, дават основание да се предположи, че в разглеждания сектор е функционирал квартал с жилищни постройки от XIV век.
Заложените сондажи по предварителен план за изпълнение на проекта, допринесоха със следната информация: Разчистена е крепостна стена с дължина от 3,20 м и ширина 2,10 м. Тя е запазена на височина 1,70м, като нейното източно лице е обрушено до нивото на терена, южно от високо запазената постройка. Трасето на стената запазена от север и това на стената от юг на високата сграда се разминава, като южната е с 1 м по на запад от северната. Също така ширината на зида е различна, като документираната през 2019 г. стена от север е с ширина от 1,40 м.
Документирани са следи от постройка, като голяма част от нейния градеж е унищожен при по-късни вкопавания. Личат единични камъни от лицето на стената във височина до 1,60 м, а самия градеж е силно деструктирал поради изпълнението му – камък на кал. Документирано е и огнище с размери 1,40 х 0,80м, оформено от едри необработени камъни с глинена обмазка и речни волутъци, във високите части на градежа. Самото огнище се намира пред западната стена на сградата. Подът на огнището е покрит с дребни плочести камъни, а фугите са запълнени с едра речна баластра. От направеното термомагнитно изследване на проби от огнището, се установи, че са достигани работни температури между 530 до 710 °С. Този диапазон е по-висок от характерния за домакинските печки, където температурата обикновено не надвишават 460 °С , а температури от този порядък са лесно постижими при откритите огнища и производствените съоръжения. В непосредствена близост до огнището са открити и предмети от бита, кухненска каменна подложка и инструмент, огрибка с нож изработен от желязо за кухненски цели.
От масовия археологически материал са документирани фрагментирани железни предмети, битова и строителна керамика, железни шлаки, крици и стопилки от различните етапи на рудодобива и металургията през XIV-XVII век. Производството на желязо и рудодобив по течението на река Искър, през средновековието е описано от Хермангилд Шкорпил още в края на ХІХ век.
Тъй като животинските кости и производствените материали се откриват в равномерни количества из цялата територия на сградата, на този етап е трудно да се потвърди недвусмислено функцията на разкритите останки. Следвайки производствените практики, описани от Шкорпил, може да бъде допусната хипотеза, че някои технологични процеси на металургията са извършвани в същото огнище, където е приготвяна храната за ежедневните нужди на обитателите на сградата.
